(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部の制御により駆動機構を駆動させて複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置において、
前記ＩＣ端子は半田ボールからなり、
前記プローブ端子を前記ＩＣ端子に接触させるべく前記駆動機構の駆動により前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出するための接触検出機構を前記ＩＣ端子に接触されるすべての前記プローブ端子に備え、
前記制御部は、前記駆動機構の駆動を制御して、前記接触検出機構による前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の前記チップ領域ごとの接触検出時点から予め設定された所定量だけ前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させることを特徴とするプロービング装置。
【請求項２】
検査開始前の前記プローブ端子の高さ位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段と、検査開始前の前記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段とを備え、
前記制御部は、前記駆動機構の駆動により前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際に、前記プローブ端子位置測定手段及び前記ＩＣ端子位置測定手段の測定結果に基づいて、少なくとも前記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある前記ＩＣ端子が前記プローブ端子に接触する区間において低速動作で前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させるように前記駆動機構を制御し、
前記接触検出機構は、前記駆動機構の低速動作開始時に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触検出を開始する請求項１に記載のプロービング装置。
【請求項３】
前記制御部は、予め設定された制限量まで前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させても前記接触検出機構により前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接近を停止させる請求項１又は２に記載のプロービング装置。
【請求項４】
前記接触検出機構は、半導体装置を一定電位にするための配線部と、前記プローブ端子に電流又は電圧を供給するための電源部と、前記プローブ端子の電圧又は電流を測定するための電気的測定部と、前記電気的測定部の出力信号に基づいて前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出する接触判断部とを備えている請求項１から３のいずれか一項に記載のプロービング装置。
【請求項５】
前記配線部は前記半導体装置が配置されるステージを含む請求項４に記載のプロービング装置。
【請求項６】
前記接触検出機構は、前記プローブ端子付近に配置されたセンサー端子と、前記プローブ端子と前記センサー端子の電気的接続を検出するためのショート検出部とを備え、前記センサー端子は前記プローブ端子が前記ＩＣ端子に接触していない状態では前記プローブ端子とは間隔をもち、かつ前記検出端子と前記ＩＣ端子の接触に起因して前記検出端子と接触する位置に配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載のプロービング装置。
【請求項７】
複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置と、前記プローブ端子及び前記ＩＣ端子を介して半導体装置の電気的検査を行なうための検査部を備えた半導体装置の検査装置において、
前記プロービング装置として請求項１から６のいずれか一項に記載のプロービング装置を備えていることを特徴とする半導体装置の検査装置。
【請求項８】
複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させて実施する半導体装置の検査方法において、
前記ＩＣ端子は半田ボールからなり、
前記ＩＣ端子に接触されるすべての前記プローブ端子を用いて、前記プローブ端子を前記ＩＣ端子に接触させるべく前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの前記プローブ端子と前記ＩＣ端子が接触されたかどうかの接触検出を前記チップ領域ごとに行ない、
その接触検出時点から予め設定された所定量だけ前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させて前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接触させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項９】
検査開始前の前記プローブ端子の高さ位置を測定し、検査開始前の前記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定し、前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際に、測定した前記プローブ端子の高さ位置及び前記前記ＩＣ端子の高さ位置に基づいて、少なくとも前記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある前記ＩＣ端子が前記プローブ端子に接触する区間において低速動作で前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させ、前記低速動作開始時に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触検出を開始する請求項８に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
予め設定された制限量まで前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させても前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接近を停止させる請求項８又は９に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１１】
半導体装置を一定電位にし、前記プローブ端子に電流又は電圧を供給し、前記プローブ端子における電圧変化又は電流変化を監視することにより前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出する請求項８から１０のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１２】
半導体装置が配置されるステージを一定電位にすることにより半導体装置を一定電位にする請求項１１に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１３】
前記プローブ端子が前記ＩＣ端子に接触していない状態では前記プローブ端子とは間隔をもち、かつ前記検出端子と前記ＩＣ端子の接触に起因して前記検出端子と接触する位置にセンサー端子を配置し、前記プローブ端子と前記センサー端子の電気的接続を検出することにより前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出する請求項８から１０のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置、プロービング装置を備えた半導体装置の検査装置、及び複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させて実施する半導体装置の検査方法に関するものである。
本発明のプロービング装置並びに半導体装置の検査装置及び検査方法は、例えばウエハレベルＣＳＰ（Chip Size Package）の検査に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置であるＩＣ（集積回路）の製造工程において、プロービング装置により複数のプローブ端子をＩＣに形成されたＩＣ端子に接触させ、検査装置を用いてプローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣに電気信号等を供給してＩＣの電気的特性検査を行なう工程がある。プロービング装置の例は例えば特開平１１−２４４８００号公報に記載されている。
【０００３】
複数のＩＣについて連続的に検査する場合、プロービング装置におけるＩＣ端子とプローブ端子の位置合わせは、最初のＩＣ検査を行なう前に光学的方法により水平方向の位置合わせを行ない、次に圧力センサーや光学的方法等によって高さ方向の位置合わせを行ない、その位置情報をプロービング装置に記憶させることにより、以降のＩＣ端子とプローブ端子の接触については全て同じ高さ条件で連続的に行なっていた。この方法は連続的に検査するＩＣのＩＣ端子高さが一定の範囲内に収まっていることを前提とした方法である。
【０００４】
近年、半導体デバイスのパッケージとしてウエハレベルＣＳＰが使われるようになってきている。ウエハレベルＣＳＰはウエハレベルでパッケージに組み立てられたものである（例えば特開２０００−２６０９１０号公報参照）。
【０００５】
図１３はウエハレベルＣＳＰの一例を示す断面図である。
半導体基板８１上にトランジスタ等の半導体素子（図示は省略）が形成されており、さらにその上に絶縁膜（図示は省略）を介して例えばＡｌ（アルミニウム）からなるＩＣパッド８３及びメタル配線（図示は省略）が形成されている。さらにその上に、例えばフィルム状のポリイミドからなる電気的接続及び電気配線のための配線基板８５が貼り付けられている。配線基板８５にはＩＣパッド８３に対応して導電材料８７が予め形成されている。配線基板８５上及び導電材料８７上に例えばＣｕ（銅）からなるＣｕ配線層８９及びＣｕバンプ９１が形成されている。Ｃｕ配線層８９及びＣｕバンプ９１は再配線層とも呼ばれる。
【０００６】
配線基板８５上、Ｃｕ配線層８９上及びＣｕバンプ９１の側面に封止樹脂９３が形成されている。封止樹脂９３は、例えば樹脂封止用の金型内にウエハ状態の半導体基板８１、封止樹脂、テンポラリ・フィルム（樹脂を金型に接触させないための材料）を設置し、Ｃｕバンプ９１が封止樹脂９３の表面から現れる程度に加熱圧縮されて形成される。Ｃｕバンプ９１上にＩＣ端子１５として例えば半田ボールが機械的に固着されている。ＩＣパッド８３とＩＣ端子１５は導電材料８７、Ｃｕ配線層８９及びＣｕバンプ９１を介して電気的に接続されている。
【０００７】
ウエハレベルＣＳＰの特徴の一つとして、その製造工程において封止樹脂９３の形成、さらにはＩＣ端子の形成までの工程がウエハレベルで行なわれ、その後、ウエハを個々のＩＣ個片に切り分けることが挙げられる。この特徴を生かし、ＩＣの電気的特性検査をＩＣ個片に切り分ける前にウエハレベルで実施することが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウエハレベルＣＳＰのＩＣ端子１５では、ウエハに配線基板８５を貼り付け、その上にＩＣ端子１５が形成されるため、図１４に示すように、ＩＣ端子１５の高さに大きなばらつきをもつ。さらに、ＩＣ個片に切り分ける前のウエハ状態では、図１５に示すように、封止樹脂９３の収縮に起因する応力等によってウエハ７に反りが発生し、その反りの影響によりウエハ７の中央付近と外周域でのＩＣ端子１５の高さにもばらつきが生じるため、ウエハ７全体におけるＩＣ端子１５の高さはさらに大きなばらつきをもつ。
【０００９】
ＩＣの電気的特性検査において、ウエハ状態のウエハレベルＣＳＰのＩＣ端子にプローブ端子を接触させる際、ＩＣ端子の高さが一定であることを前提とした従来のプロービング装置を用いて電気的特性検査を実施した場合、ＩＣ端子の低いＩＣでは、ＩＣ端子とプローブ端子が接触しないために正しい検査が行なわれず、良品を誤って不良品と判定してしまうという問題があった。
【００１０】
また、ＩＣ端子の高いＩＣでは、プローブ端子を強く押し当てすぎてしまい、ＩＣ端子に傷をつけたり変形させたりしてしまうという問題があった。さらに、プローブ端子を強く押し当てすぎることによりプローブ端子の位置精度を狂わせ、以降のＩＣ検査をさらに不確かな結果としてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、このようにＩＣ端子高さのばらつきが大きい半導体装置、例えばウエハレベルＣＳＰ等であっても安定したＩＣ端子とプローブ端子の接触を実現できるプロービング装置並びに半導体装置の検査装置及び検査方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるプロービング装置は、制御部の制御により駆動機構を駆動させて複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置であって、上記ＩＣ端子は半田ボールからなり、上記プローブ端子を上記ＩＣ端子に接触させるべく上記駆動機構の駆動により上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出するための接触検出機構を上記ＩＣ端子に接触されるすべての上記プローブ端子に備え、上記制御部は、上記駆動機構の駆動を制御して、上記接触検出機構による上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の上記チップ領域ごとの接触検出時点から予め設定された所定量だけ上記プローブ端子と上記ＩＣ端子が互いに接近する方向へ移動させるものである。
【００１３】
本発明にかかる半導体装置の検査装置は、複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置と、上記プローブ端子及び上記ＩＣ端子を介して半導体装置の電気的検査を行なうための検査部を備えた半導体装置の検査装置であって、上記プロービング装置として本発明のプロービング装置を備えているものである。
【００１４】
本発明にかかる半導体装置の検査方法は、複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させて実施する半導体装置の検査方法であって、上記ＩＣ端子は半田ボールからなり、上記ＩＣ端子に接触されるすべての上記プローブ端子を用いて、上記プローブ端子を上記ＩＣ端子に接触させるべく上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの上記プローブ端子と上記ＩＣ端子が接触されたかどうかの接触検の出を上記チップ領域ごとに行ない、その接触検出時点から予め設定された所定量だけ上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させて上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接触させる工程を含む。
【００１５】
本発明にかかるプロービング装置並びに半導体装置の検査装置及び検査方法では、検査対象であるチップ領域のＩＣ端子は半田ボールからなり、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触をチップ領域ごとに検出し、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させるので、プローブ端子とＩＣ端子の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させるので、プローブ端子をＩＣ端子に強く押し当てすぎてＩＣ端子が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子とプローブ端子の接触を実現できる。
さらに、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、いずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにしたので、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のプロービング装置において、検査開始前の上記プローブ端子の高さ位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段と、検査開始前の上記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段とを備え、上記制御部は、上記駆動機構の駆動により上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際に、上記プローブ端子位置測定手段及び上記ＩＣ端子位置測定手段の測定結果に基づいて、少なくとも上記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある上記ＩＣ端子が上記プローブ端子に接触する区間において低速動作で上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させるように上記駆動機構を制御し、上記接触検出機構は、上記駆動機構の低速動作開始時に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触検出を開始することが好ましい。
【００１７】
本発明の半導体装置の検査方法において、検査開始前の上記プローブ端子の高さ位置を測定し、検査開始前の上記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定し、上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際に、測定した上記プローブ端子の高さ位置及び上記上記ＩＣ端子の高さ位置に基づいて、少なくとも上記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある上記ＩＣ端子が上記プローブ端子に接触する区間において低速動作で上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させ、上記低速動作開始時に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触検出を開始することが好ましい。
【００１８】
少なくとも上記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある上記ＩＣ端子が上記プローブ端子に接触する区間において低速動作で上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させることより、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけ上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させる動作を正確に行なうことができる。
さらに、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる動作の開始から低速動作へ移行するまでの区間を高速動作で行なうことができるので、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる動作の全区間を低速動作で行なう場合に比べて検査時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のプロービング装置において、上記制御部は、予め設定された制限量まで上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させても上記接触検出機構により上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接近を停止させることが好ましい。
本発明の半導体装置の検査方法において、予め設定された制限量まで上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させても上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接近を停止させることが好ましい。
これにより、プローブ端子が半導体装置に強く押し付けられてそれらが損傷するのを防止することができる。
【００２０】
本発明のプロービング装置において、上記接触検出機構の第１態様として、半導体装置を一定電位にするための配線部と、上記プローブ端子に電流又は電圧を供給するための電源部と、上記プローブ端子における電圧又は電流を測定するための電気的測定部と、上記電気的測定部の出力信号に基づいて上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出する接触判断部とを備えているものを挙げることができる。
本発明の半導体装置の検査方法の第１局面として、半導体装置を一定電位にし、上記プローブ端子に電流又は電圧を供給し、上記プローブ端子における電圧変化又は電流変化を監視することにより上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出することを挙げることができる。
これにより、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。
【００２１】
本発明のプロービング装置の接触検出機構の第１態様において、上記配線部は上記半導体装置が配置されるステージを含むことが好ましい。
本発明の半導体装置の検査方法の第１局面において、半導体装置が配置されるステージを一定電位にすることにより半導体装置を一定電位にすることが好ましい。
これにより、半導体装置を容易に一定電位にすることができる。
【００２２】
本発明のプロービング装置の接触検出機構の第１態様では、上記電気的検出部を上記プローブ端子ごとに備えている。
本発明の半導体装置の検査方法の第１局面では、上記プローブ端子における電圧変化又は電流変化の監視を上記プローブ端子ごとに行なう。
これにより、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００２３】
本発明のプロービング装置において、上記接触検出機構の第２態様として、上記プローブ端子付近に配置されたセンサー端子と、上記プローブ端子と上記センサー端子の電気的接続を検出するためのショート検出部とを備え、上記センサー端子は上記プローブ端子が上記ＩＣ端子に接触していない状態では上記プローブ端子とは間隔をもち、かつ上記検出端子と上記ＩＣ端子の接触に起因して上記検出端子と接触する位置に配置されているものを挙げることができる。
本発明の半導体装置の検査方法の第２局面として、上記プローブ端子が上記ＩＣ端子に接触していない状態では上記プローブ端子とは間隔をもち、かつ上記検出端子と上記ＩＣ端子の接触に起因して上記検出端子と接触する位置にセンサー端子を配置し、上記プローブ端子と上記センサー端子の電気的接続を検出することにより上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出することを挙げることができる。
これにより、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。さらに、半導体装置もしくはＩＣ端子又はそれらの両方の電位が不定状態であっても、プローブ端子とＩＣ端子の接触を検知することができる。
【００２４】
本発明のプロービング装置の接触検出機構の第２態様では、上記センサー端子を上記プローブ端子ごとに備えている。
本発明の半導体装置の検査方法の第２局面では、上記センサー端子を上記プローブ端子ごとに配置し、上記プローブ端子と上記センサー端子の電気的接続を上記プローブ端子ごとに検出する。
これにより、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００２５】
【実施例】
図１は半導体装置の検査装置の一実施例を示す概略構成図である。図２はその実施例を示すブロック図である。
検査装置１は複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させるためのプロービング装置３と、プローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣの電気的検査を行なうための検査部を備えたテスタ（検査部）５からなる。図１及び図２では、ＩＣの電気的検査を行なうために所定の検査信号等を供給し、検査結果を判定するための手段の図示は省略されている。
【００２６】
プロービング装置３には、例えば切断前のウエハレベルＣＳＰが多数形成されたウエハ７（図２での図示は省略）を配置するためのステージ９が設けられている。ウエハ７は図示しない真空吸引機構によってステージ９に吸着されている。ステージ９のウエハ７を配置する部分は接地配線（配線部）１１を介して接地電位（一定電位）に接続されている。
ウエハ７には切断されると１個のウエハレベルＣＳＰとなるチップ領域１３がアレイ状に配列されており、個々のチップ領域１３にＩＣ端子１５が形成されている。図１では、１個のウエハレベルＣＳＰに対して６個のＩＣ端子１５が形成されている例を示している。
【００２７】
ステージ９を上下方向に移動させるためのステージ高さ駆動ユニット１７が設けられている。ステージ高さ駆動ユニット１７は、ステージ９を移動させるための駆動機構１９と、駆動機構１９の駆動を制御するための制御部２１を備えている（図２参照）。
【００２８】
ステージ９のウエハ７が配置される面に対向して、６本のプローブ端子２５を備えたプローブカード２３が配置されている。プローブ端子２５は、それらの先端がチップ領域１３内に配置された６個のＩＣ端子１５に対応するようにしてプローブカード２３に支持されている。プローブカード２３の高さ位置は固定されている。
【００２９】
プロービング装置３にはＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段としての圧力センサー２７が配置されている。プローブカード２３の付近に、プローブ端子２５の先端の高さ位置を例えば光学的に測定するためのプローブ端子位置測定手段としてのＣＣＤ（charge coupled device）センサー２９が配置されている。圧力センサー２７の出力信号及びＣＣＤセンサー２９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット１７の制御部２１に送られる。
【００３０】
テスタ５には、電気的測定部としての６個の電流印加電圧測定部３１が設けられている。電流印加電圧測定部３１はプローブ端子２５ごとに設けられており、プローブ端子２５と電流印加電圧測定部３１は電気的に接続されている。
【００３１】
図３にウエハ７、プローブ端子２５及び電流印加電圧測定部３１の回路図を示す。
電流印加電圧測定部３１は、スイッチ３３と、電源部としての定電流源３５と、電気的測定部としての電圧計３７により構成される。スイッチ３３のオン／オフの切替えは制御部２１により制御される。スイッチ３３の一方の端子はプローブ端子２５に接続され、他方の端子は定電流源３５に接続されている。スイッチ３３と定電流源３５の間の配線に電圧計３７が並列に接続されている。電流印加電圧測定部３１の接触判定信号は、例えば測定した電圧が予め設定された規定電圧よりも小さい場合は論理値０の電気信号であり、規定電圧以上の場合は論理値１の電気信号である。定電流源３５は例えば−１０μＡ（マイクロアンペア）の定電流を供給する。定電流源３５は電流印加電圧測定部３１ごとに備えられていてもよいし、複数の電流印加電圧測定部３１で共通であってもよい。
【００３２】
この実施例では、ウエハ７としてＰ型基板からなるものを検査対象とする。図１に示したように、ウエハ７はステージ９及び接地配線１１を介して接地電位に接続される。したがって、ウエハ７は、カソードがＩＣ端子１５に接続され、アノードが接地電位に接続されたｐｎ接合ダイオードと等価である。
【００３３】
図１及び図２に戻って説明を続けると、テスタ５に、電流印加電圧測定部３１の接触判定信号に基づいて、いずれかのＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するための接触判断部３９が設けられている。接触判断部３９としては例えば６入力オアゲート論理回路が用いられる。接触判断部３９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット１７の制御部２１に送られる。
この実施例では、本発明の接触検出機構の第１態様は、スイッチ３３、定電流源３５及び電圧計３７を備えた電流印加電圧測定部３１、ステージ９、接地配線１１並びに接触判断部３９により構成される。
【００３４】
図４は、この実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。図１から図４を参照してこの実施例の電気的検査時の動作を説明する。この動作の説明により、本発明の半導体装置の検査方法の第１局面について一実施例を説明する。
１枚のウエハ７を１ロットとし、１ロットごとに一連の動作でＩＣの電気的検査を開始する（ロットスタート）。検査開始時にはステージ９は初期値の高さ位置に配置され、スイッチ３３はオフにされている。
【００３５】
ＣＣＤセンサー２９によりプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定し、プローブ端子２５の先端の高さ位置情報及び水平方向の位置情報をステージ高さ駆動ユニット１７の制御部２１に送る（ステップＳ１）。
制御部２１により、駆動機構１９を駆動させてステージ９を上昇させ、圧力センサー２７の検知信号によりＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定する（ステップＳ２）。その後、ステージ９を初期値の高さ位置に戻す。
【００３６】
ＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定の一例を説明すると、予めＣＣＤセンサー（図示は省略）によりウエハ７の水平方向の位置合わせを行ない、ＩＣ端子１５の水平方向の位置をプロービング装置３に記憶させる。ここで用いるＣＣＤセンサーは、プローブ端子１５の高さ位置及び水平方向の位置を測定するためのＣＣＤセンサー２９の向きを変えて用いてもよいし、ＣＣＤセンサー２９とは別に準備したものを用いてもよい。
【００３７】
ステージ９を水平方向に移動させて圧力センサー２７の直下にサンプリング測定するＩＣ端子１５がくるようにする。ステージ９を上昇させて、圧力センサー２７によりサンプリング測定するＩＣ端子１５の高さ位置を測定する。その後、ステージ９を下降させる。
サンプリング測定するＩＣ端子１５の数だけステージ９の水平移動と上昇及び下降を繰り返し、必要なサンプリングデータを取得する。
【００３８】
図４に戻って説明を続けると、制御部２１により、ステップＳ２でのサンプリング測定結果に基づいてウエハ７内で最も高い高さ位置（プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置）にあると推定されるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、その推定結果及びプローブ端子２５の先端の高さ位置情報に基づいて、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとして設定する（ステップＳ３）。制御部２１は接触検出開始高さ以上の高さ位置の区間ではステージ９を低速動作にて上昇させるように駆動機構１９の駆動を制御する。
【００３９】
制御部２１により駆動機構１９を駆動させてステージ９を高さ位置は初期値のまま水平移動させ、最初に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置する（ステップＳ４）。
プローブ端子２５に対応して配置されたチップ領域１３について、電気的検査を開始する（チップテストスタート）。
【００４０】
制御部２１により駆動機構１９を高速動作で駆動させてステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまで上昇させる（ステップＳ５）。
制御部２１の制御によりスイッチ３３をオンにし、定電流源３５からスイッチ３３を介してプローブ端子２５に例えば−１０μＡの電流を印加する（ステップＳ６）。
【００４１】
各プローブ端子２５における電圧を電圧計３７により測定する（ステップＳ７）。電圧計３７は、接触判定信号として、測定した電圧が予め設定された規定電圧よりも小さい場合は論理値０を出力し、規定電圧以上の場合は論理値１を出力する。
【００４２】
接触判断部３９により、電圧計３７の出力論理値に基づいて、いずれかのプローブ端子２５における電圧が規定電圧以上になったか、すなわちプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したかどうかを判断する。接触判断部３９は、電圧計３７からの接触判定信号が全て論理値０（規定電圧よりも小さい）の場合は論理値０を出力、すなわちいずれのプローブ端子２５もＩＣ端子１５と接触していないと判断し、いずれかの電圧計３７からの接触判定信号が論理値１（規定電圧以上）の場合は論理値１を出力、すなわちいずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５と接触したと判断する（ステップＳ８）。
【００４３】
接触判断部３９の出力が論理値０、すなわち、いずれの電圧計３７の検出電圧も規定電圧よりも小さい場合（Ｎｏ）、制御部２１はステージ９の高さ位置（ステージ高さ）が制限値であるか否かを判断する（ステップＳ９）。制御部２１には、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎてウエハ７及びプローブ端子２５が損傷するのを防止すべく、ステージ９の上昇に関して制限値が設定されている。
【００４４】
ステップＳ９において、ステージ高さが制限値に達していないと判断した場合、制御部２１は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を例えば１０μｍだけ上昇させる（ステップＳ１０）。このとき、電圧計３７により各プローブ端子２５における電圧が測定され続けており（ステップＳ７）、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触が判断される（ステップＳ８）。
【００４５】
ステップＳ９において、ステージ高さが制限値に達したと判断した場合、制御部２１は検査中のチップ領域１３のチップを不良と判断し（ステップＳ１１）、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させる。これにより、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎることに起因するウエハ７及びプローブ端子２５の損傷を防止することができる。不良と判断したチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００４６】
ステップＳ８において、接触判断部３９の出力が論理値１、すなわち、いずれかの電圧計３７の検出電圧が規定電圧以上の場合（Ｙｅｓ）、制御部２１は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を予め設定された一定量、例えば４０μｍだけ上昇させる（ステップＳ１２）。
いずれかの電圧計３７の検出電圧が規定電圧以上になるのは、いずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したときであり、その時点から予め設定された一定量だけステージ９を上昇させることにより、全てのプローブ端子２５とＩＣ端子１５の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子２５をＩＣ端子１５に強く押し当てすぎてＩＣ端子１５が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００４７】
ステージ９を予め設定された一定量だけ上昇させて全てのプローブ端子２５をＩＣ端子１５に接触させた後、通常のテストルーチンに入って検査中のＩＣ領域１３の電気的検査を行ない、被検査ＩＣ領域１３に対応する被検査ＩＣチップの良否を判断する（ステップＳ１３）。
所定の電気的検査を行なった後、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させ、検査中のチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００４８】
チップテスト終了後、ウエハ７内の全てのチップ領域１３について検査が完了したかを判断する（ステップＳ１４）。未検査のチップ領域１３がある場合（Ｎｏ）、制御部２１により駆動機構１９を駆動させてステージ９を初期値の高さ位置まま水平移動させ、次に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置し（ステップＳ１５）、そのチップ領域１３について電気的検査を開始する（チップテストスタート）。ステップＳ１４において全てのチップ領域１３について電気的検査が完了したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステージ９に配置されたウエハ７について電気的検査を終了する（ロット終了）。
【００４９】
この実施例によれば、ウエハ７においてＩＣ端子１５の高さのばらつきが大きい場合であっても、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出してその検出時点から予め設定された所定量だけステージ９を上昇させる動作をチップ領域１３ごとに実施しているので、全てのチップ領域１３において、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００５０】
図１に示した実施例では、電気的検査を行なうべくＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触させる際、プローブ端子２５に所定の定電流を印加し、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触に起因するプローブ端子２５における電圧変化を検出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プローブ端子２５に所定の定電圧を印加し、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触に起因するプローブ端子２５における電流変化を検出することによって、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するようにしてもよい。その実施例について以下に説明する。
【００５１】
図５は半導体装置の検査装置の他の実施例を示す概略構成図である。図６はその実施例を示すブロック図である。図１及び図２と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
検査装置４１は複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させるためのプロービング装置４３と、プローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣの電気的検査を行なうための検査部を備えたテスタ４５からなる。図５及び図６では、ＩＣの電気的検査を行なうために所定の検査信号等を供給し、検査結果を判定するための手段の図示は省略されている。
【００５２】
プロービング装置４３には、チップ領域１３及びＩＣ端子１５が形成されたウエハ７を配置するためのステージ９、接地配線１１、プローブ端子２５が配置されているプローブカード２３、圧力センサー２７、ＣＣＤセンサー２９、並びにステージ高さ駆動ユニット４７が設けられている。ステージ高さ駆動ユニット４７は、駆動機構１９と、駆動機構１９の駆動を制御するための制御部４９を備えている（図６参照）。圧力センサー２７の出力信号及びＣＣＤセンサー２９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット４７の制御部４９に送られる。
【００５３】
テスタ４５には、電気的測定部としての６個の電圧印加電流測定部５１が設けられている。電圧印加電流測定部５１はプローブ端子２５ごとに設けられており、プローブ端子２５と電圧印加電流測定部５１は電気的に接続されている。
【００５４】
図７にウエハ７、プローブ端子２５及び電圧印加電流測定部５１の回路図を示す。
電圧印加電流測定部５１は、スイッチ５３と、電源部としての定電圧源５５と、電気的測定部としての電流計５７により構成される。スイッチ５３のオン／オフの切替えは制御部４９により制御される。スイッチ５３の一方の端子はプローブ端子２５に接続され、他方の端子は定電流源５５に接続されている。スイッチ５３と定電圧源５５の間の配線に電流計５７が直列に接続されている。電圧印加電流測定部５１の接触判定信号は、例えば測定した電流が予め設定された規定電流よりも小さい場合は論理値０の電気信号であり、規定電流以上の場合は論理値１の電気信号である。定電圧源５５は例えば−１Ｖ（ボルト）の定電圧を供給する。定電圧源５５は電圧印加電流測定部５１ごとに備えられていてもよいし、複数の電圧印加電流測定部５１で共通であってもよい。
【００５５】
この実施例では、ウエハ７としてＰ型基板からなるものを検査対象とする。図５に示したように、ウエハ７はステージ９及び接地配線１１を介して接地電位に接続される。したがって、ウエハ７は、カソードがＩＣ端子１５に接続され、アノードが接地電位に接続されたｐｎ接合ダイオードと等価である。
【００５６】
図５及び図６に戻って説明を続けると、テスタ４５に、電圧印加電流測定部５１の接触判定信号に基づいて、いずれかのＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するための接触判断部５９が設けられている。接触判断部５９としては例えば６入力オアゲート論理回路が用いられる。接触判断部５９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット４７の制御部４９に送られる。
この実施例では、本発明の接触検出機構の第１態様は、スイッチ５３、定電圧源５５及び電流計５７を備えた電圧印加電流測定部５１、ステージ９、接地配線１１並びに接触判断部５９により構成される。
【００５７】
図８は、この実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。図５から図８を参照してこの実施例の電気的検査時の動作を説明する。この動作の説明により、本発明の半導体装置の検査方法の第１局面について他の実施例を説明する。
１枚のウエハ７を１ロットとし、１ロットごとに一連の動作でＩＣの電気的検査を開始する（ロットスタート）。検査開始時にはステージ９は初期値の高さ位置に配置され、スイッチ５３はオフにされている。
【００５８】
ＣＣＤセンサー２９によりプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定し、プローブ端子２５の先端の高さ位置情報及び水平方向の位置情報をステージ高さ駆動ユニット４７の制御部４９に送る（ステップＳ３１）。
制御部４９により、駆動機構１９を駆動させてステージ９を上昇させ、圧力センサー２７の検知信号によりＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定する（ステップＳ３２）。その後、ステージ９を初期値の高さ位置に戻す。
【００５９】
制御部４９により、ステップＳ３２でのサンプリング測定結果に基づいてウエハ７内で最も高い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、その推定結果及びプローブ端子２５の先端の高さ位置情報に基づいて、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとして設定する（ステップＳ３３）。制御部４９は接触検出開始高さ以上の高さ位置の区間ではステージ９を低速動作にて上昇させるように駆動機構１９の駆動を制御する。
【００６０】
制御部４９により駆動機構１９を駆動させてステージ９を高さ位置は初期値のまま水平移動させ、最初に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置する（ステップＳ３４）。
プローブ端子２５に対応して配置されたチップ領域１３について、電気的検査を開始する（チップテストスタート）。
【００６１】
制御部４９により駆動機構１９を高速動作で駆動させてステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまで上昇させる（ステップＳ３５）。
制御部４９の制御によりスイッチ５３をオンにし、定電圧源５５からスイッチ５３を介してプローブ端子２５に例えば−１Ｖの電圧を印加する（ステップＳ３６）。
【００６２】
各プローブ端子２５における電流を電流計５７により測定する（ステップＳ３７）。電流計５７は、測定した電流が予め設定された規定電流よりも小さい場合は論理値０を出力し、規定電流以上の場合は論理値１を出力する。
接触判断部５９により、電流計５７の出力論理値に基づいて、いずれかのプローブ端子２５における電流が規定電流以上になったか、すなわちプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したかどうかを判断する。接触判断部５９は、電流計５７からの接触判定信号が全て論理値０（規定電流よりも小さい）の場合は論理値０を出力、すなわちいずれのプローブ端子２５もＩＣ端子１５と接触していないと判断し、いずれかの電流計５７からの接触判定信号が論理値１（規定電流以上）の場合は論理値１を出力、すなわちいずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５と接触したと判断する（ステップＳ３８）。
【００６３】
接触判断部５９の出力が論理値０、すなわち、いずれの電流計５７の検出電圧も規定電流よりも小さい場合（Ｎｏ）、制御部４９はステージ９のステージ高さが制限値であるか否かを判断する（ステップＳ３９）。制御部４９には、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎてウエハ７及びプローブ端子２５が損傷するのを防止すべく、ステージ９の上昇に関して制限値が設定されている。
【００６４】
ステップＳ３９において、ステージ高さが制限値に達していないと判断した場合、制御部４９は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を例えば１０μｍだけ上昇させる（ステップＳ４０）。このとき、電流計５７により各プローブ端子２５における電流が測定され続けており（ステップＳ３７）、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触が判断される（ステップＳ３８）。
【００６５】
ステップＳ３９において、ステージ高さが制限値に達したと判断した場合、制御部４９は検査中のチップ領域１３のチップを不良と判断し（ステップＳ４１）、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させる。これにより、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎることに起因するウエハ７及びプローブ端子２５の損傷を防止することができる。不良と判断したチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００６６】
ステップＳ３８において、接触判断部５９の出力が論理値１、すなわち、いずれかの電流計５７の検出電圧が規定電流以上の場合（Ｙｅｓ）、制御部４９は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を予め設定された一定量、例えば４０μｍだけ上昇させる（ステップＳ４２）。
いずれかの電流計５７の検出電圧が規定電流以上になるのは、いずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したときであり、その時点から予め設定された一定量だけステージ９を上昇させることにより、全てのプローブ端子２５とＩＣ端子１５の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子２５をＩＣ端子１５に強く押し当てすぎてＩＣ端子１５が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００６７】
ステージ９を予め設定された一定量だけ上昇させて全てのプローブ端子２５をＩＣ端子１５に接触させた後、通常のテストルーチンに入って検査中のＩＣ領域１３の電気的検査を行ない、被検査ＩＣ領域１３に対応する被検査ＩＣチップの良否を判断する（ステップＳ４３）。
所定の電気的検査を行なった後、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させ、検査中のチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００６８】
チップテスト終了後、ウエハ７内の全てのチップ領域１３について検査が完了したかを判断する（ステップＳ４４）。未検査のチップ領域１３がある場合（Ｎｏ）、制御部４９により駆動機構１９を駆動させてステージ９を初期値の高さ位置まま水平移動させ、次に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置し（ステップＳ４５）、そのチップ領域１３について電気的検査を開始する（チップテストスタート）。ステップＳ４４において全てのチップ領域１３について電気的検査が完了したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステージ９に配置されたウエハ７について電気的検査を終了する（ロット終了）。
【００６９】
この実施例によれば、ウエハ７においてＩＣ端子１５の高さのばらつきが大きい場合であっても、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出してその検出時点から予め設定された所定量だけステージ９を上昇させる動作をチップ領域１３ごとに実施しているので、全てのチップ領域１３において、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００７０】
図９は半導体装置の検査装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。図１０はその実施例を示すブロック図である。図１及び図２並びに図３及び図４と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
検査装置６１は複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させるためのプロービング装置６３と、プローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣの電気的検査を行なうための検査部を備えたテスタ６５からなる。図９及び図１０では、ＩＣの電気的検査を行なうために所定の検査信号等を供給し、検査結果を判定するための手段の図示は省略されている。
【００７１】
プロービング装置６３には、チップ領域１３及びＩＣ端子１５が形成されたウエハ７を配置するためのステージ９、接地配線１１、圧力センサー２７及びＣＣＤセンサー２９が設けられ、プローブ端子２５及びセンサー端子７１が配置されているプローブカード６９とステージ高さ駆動ユニット６５が設けられている。センサー端子７１はプローブ端子２５ごとに設けられている。ステージ高さ駆動ユニット６５は、駆動機構１９と、駆動機構１９の駆動を制御するための制御部６７を備えている（図１０参照）。圧力センサー２７の出力信号及びＣＣＤセンサー２９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット６５の制御部６７に送られる。
【００７２】
テスタ６５には、電気的測定部としての６個のショート検出部７３が設けられている。ショート検出部７３はプローブ端子２５及びセンサー端子７１の組ごとに設けられており、プローブ端子２５及びセンサー端子７１とショート検出部７３は電気的に接続されている。
【００７３】
図１１にプローブ端子２５、センサー端子７１及びショート検出部７３の構成図を示す。
センサー端子７１はプローブ端子２５の上方（ステージ９とは反対側の位置）に、プローブ端子２５とは間隔をもって配置されている（（Ａ）参照）。ステージ９が上昇されてプローブ端子２５とＩＣ端子（図示は省略）が接触し、さらにステージ９が上昇されてプローブ端子２５が押し上げられることにより、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触する（（Ｂ）参照）。
【００７４】
ショート検出部７３はプローブ端子２５とセンサー端子７１の接触を電気的に検出するものであり、検出動作のオン／オフを内部で切り替えられるようになっている。ショート検出部７３の接触判定信号は、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触していないときは論理値０の電気信号であり、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触しているときは論理値１の電気信号である。
【００７５】
図９及び図１０に戻って説明を続けると、テスタ６５に、ショート検出部７３の接触判定信号に基づいて、いずれかのＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するための接触判断部７５が設けられている。接触判断部７５としては例えば６入力オアゲート論理回路が用いられる。接触判断部７５の出力信号はステージ高さ駆動ユニット６５の制御部６７に送られる。
この実施例では、本発明の接触検出機構の第２態様は、センサー端子７１、ショート検出部７３及び接触判断部７５により構成される。
【００７６】
図１２は、この実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。図９から図１２を参照してこの実施例の電気的検査時の動作を説明する。この動作の説明により、本発明の半導体装置の検査方法の第２局面について一実施例を説明する。
１枚のウエハ７を１ロットとし、１ロットごとに一連の動作でＩＣの電気的検査を開始する（ロットスタート）。検査開始時にはステージ９は初期値の高さ位置に配置され、ショート検出部７３はオフにされている。
【００７７】
ＣＣＤセンサー２９によりプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定し、プローブ端子２５の先端の高さ位置情報及び水平方向の位置情報をステージ高さ駆動ユニット６５の制御部６７に送る（ステップＳ５１）。
制御部６７により、駆動機構１９を駆動させてステージ９を上昇させ、圧力センサー２７の検知信号によりＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定する（ステップＳ５２）。その後、ステージ９を初期値の高さ位置に戻す。
【００７８】
制御部６７により、ステップＳ５２でのサンプリング測定結果に基づいてウエハ７内で最も高い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、その推定結果及びプローブ端子２５の先端の高さ位置情報に基づいて、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとして設定する（ステップＳ５３）。制御部６７は接触検出開始高さ以上の高さ位置の区間ではステージ９を低速動作にて上昇させるように駆動機構１９の駆動を制御する。
【００７９】
制御部６７により駆動機構１９を駆動させてステージ９を高さ位置は初期値のまま水平移動させ、最初に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置する（ステップＳ５４）。
プローブ端子２５に対応して配置されたチップ領域１３について、電気的検査を開始する（チップテストスタート）。
【００８０】
制御部６７により駆動機構１９を高速動作で駆動させてステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまで上昇させる（ステップＳ５５）。
制御部６７の制御によりショート検出部７３をオンにし、プローブ端子２５とセンサー端子７１の接触（ショート）を検出する（ステップＳ５６）。ショート検出部７３は、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触している場合は論理値１の接触判定信号を出力し、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触していない場合は論理値０の接触判定信号を出力する。
【００８１】
接触判断部７５により、ショート検出部７３からの接触判定信号に基づいて、いずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したかどうかを判断する。接触判断部７５は、ショート検出部７３からの接触判定信号が全て論理値０の場合は論理値０を出力、すなわちいずれのプローブ端子２５もＩＣ端子１５と接触していないと判断し、いずれかのショート検出部７３からの接触判定信号が論理値１の場合は論理値１を出力、すなわちいずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５と接触したと判断する（ステップＳ５７）。
【００８２】
接触判断部７５の出力が論理値０の場合（Ｎｏ）、制御部６７はステージ９のステージ高さが制限値であるか否かを判断する（ステップＳ５８）。制御部６７には、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎてウエハ７及びプローブ端子２５が損傷するのを防止すべく、ステージ９の上昇に関して制限値が設定されている。
【００８３】
ステップＳ５８において、ステージ高さが制限値に達していないと判断した場合、制御部６７は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を例えば１０μｍだけ上昇させる（ステップＳ５９）。このとき、ショート検出部７３により各プローブ端子２５とセンサー端子７１の接触が監視し続けられており（ステップＳ５６）、プローブ端子２５とセンサー端子７１の接触が判断される（ステップＳ５７）。
【００８４】
ステップＳ５８において、ステージ高さが制限値に達したと判断した場合、制御部６７は検査中のチップ領域１３のチップを不良と判断し（ステップＳ６０）、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させる。これにより、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎることに起因するウエハ７及びプローブ端子２５の損傷を防止することができる。不良と判断したチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００８５】
ステップＳ５７において、接触判断部７５の出力が論理値１の場合（Ｙｅｓ）、制御部６７は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を予め設定された一定量、例えば４０μｍだけ上昇させる（ステップＳ６１）。
接触判断部７５の出力が論理値１になるのは、いずれかのプローブ端子２５とＩＣ端子１５が接触したことに起因してプローブ端子２５とセンサー端子７１が接触したときであり、その時点から予め設定された一定量だけステージ９を上昇させることにより、全てのプローブ端子２５とＩＣ端子１５の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子２５をＩＣ端子１５に強く押し当てすぎてＩＣ端子１５が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００８６】
ステージ９を予め設定された一定量だけ上昇させて全てのプローブ端子２５をＩＣ端子１５に接触させた後、通常のテストルーチンに入って検査中のＩＣ領域１３の電気的検査を行ない、被検査ＩＣ領域１３に対応する被検査ＩＣチップの良否を判断する（ステップＳ６２）。
所定の電気的検査を行なった後、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させ、検査中のチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００８７】
チップテスト終了後、ウエハ７内の全てのチップ領域１３について検査が完了したかを判断する（ステップＳ６３）。未検査のチップ領域１３がある場合（Ｎｏ）、制御部６７により駆動機構１９を駆動させてステージ９を初期値の高さ位置まま水平移動させ、次に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置し（ステップＳ６４）、そのチップ領域１３について電気的検査を開始する（チップテストスタート）。ステップＳ６３において全てのチップ領域１３について電気的検査が完了したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステージ９に配置されたウエハ７について電気的検査を終了する（ロット終了）。
【００８８】
この実施例によれば、ウエハ７においてＩＣ端子１５の高さのばらつきが大きい場合であっても、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出してその検出時点から予め設定された所定量だけステージ９を上昇させる動作をチップ領域１３ごとに実施しているので、全てのチップ領域１３において、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００８９】
上記の実施例では、制御部２１，４９により、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、プローブ端子２５に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとしてチップテスト前に設定し、各領域１３の電気的検査時には、ステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまでは高速動作で上昇させ、接触検出開始高さ以降は１０μｍずつステージ９を上昇させる低速動作でステージ９を上昇させるようにしているので、ステージ９を上昇させる全区間を低速動作で行なう場合に比べて検査時間を短縮することができる。
【００９０】
ステージ９を低速動作にて上昇させる区間は、プローブ端子２５に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５とプローブ端子２５が接触する高さ位置以上の区間に限定されるものではなく、少なくともプローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する区間を含んでいればよい。
【００９１】
図１から図４を参照して説明した実施例及び図５から図８を参照して説明した実施例では、ウエハ７を接地電位にしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエハ７の電位を一定レベルにできる構成であればよい。
また、図９から図１２を参照して説明した実施例では、ステージ９を接地電位にしてウエハ７を接地電位にしているが、この実施例ではステージ９は接地レベルとせず不定状態であってもよい。
【００９２】
また、上記の検査装置の実施例では、プローブ端子２５を固定し、ステージ９のみを移動させる構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ステージ９を固定し、プローブ端子２５を移動させる構成であってもよいし、ステージ９及びプローブ端子２５の両方を移動させる構成であってもよい。
【００９３】
また、上記の検査装置の実施例では、接触検出機構を構成する電流印加電圧測定部３１、電圧印加電流測定部５１及びショート検出部７３並びに接触判断部３９，５９，７５はテスタ５，４５，６５に備えられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの一部がプロービング装置３，４３，６３に含まれていてもよいし、接触検出機構の全てがプロービング装置３，４３，６３に含まれていてもよい。
【００９４】
また、上記の検査装置の実施例では、検査開始前のプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段としてＣＣＤセンサー２９を備えているが、プローブ端子位置測定手段はＣＣＤに限定されるものではなく、検査開始前のプローブ端子の先端の高さ位置を測定できる他の手段であってもよい。
【００９５】
また、上記の検査装置の実施例では、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段として圧力センサー２７を備えているが、ＩＣ端子位置測定手段は圧力センサーに限定されるものではなく、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定できる他の手段であってもよい。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００９６】
【発明の効果】
本発明のプロービング装置では、プローブ端子が接触されるＩＣ端子は半田ボールからなり、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべく駆動機構の駆動によりプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するための接触検出機構をＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子に備え、制御部は、駆動機構の駆動を制御して、接触検出機構によるプローブ端子とＩＣ端子のチップ領域ごとの接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子が互いに接近する方向へ移動させるようにし、
本発明の半導体装置の検査装置では、プロービング装置と検査部を備え、プロービング装置として本発明のプロービング装置を備えているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法では、プローブ端子が接触されるＩＣ端子は半田ボールからなり、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子が接触されたかどうかの接触検出を上記チップ領域ごとに行ない、その接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させてプローブ端子とＩＣ端子を接触させる工程を含むようにしたので、
プローブ端子とＩＣ端子の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させるので、プローブ端子をＩＣ端子に強く押し当てすぎてＩＣ端子が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子とプローブ端子の接触を実現できる。さらに、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、いずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにしたので、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００９７】
本発明のプロービング装置で、検査開始前のプローブ端子の高さ位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段と、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段とを備え、制御部は、駆動機構の駆動によりプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際に、プローブ端子位置測定手段及びＩＣ端子位置測定手段の測定結果に基づいて、少なくともプローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子がプローブ端子に接触する区間において低速動作でプローブ端子とＩＣ端子を接近させるように駆動機構を制御し、接触検出機構は、駆動機構の低速動作開始時にプローブ端子とＩＣ端子の接触検出を開始するようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、検査開始前のプローブ端子の高さ位置を測定し、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定し、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる際に、測定したプローブ端子の高さ位置及びＩＣ端子の高さ位置に基づいて、少なくともプローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子がプローブ端子に接触する区間において低速動作でプローブ端子とＩＣ端子を接近させ、低速動作開始時にプローブ端子とＩＣ端子の接触検出を開始するようにすれば、
プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させる動作を正確に行なうことができる。さらに、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる動作の全区間を低速動作で行なう場合に比べて検査時間を短縮することができる。
【００９８】
本発明のプロービング装置で、制御部は、予め設定された制限量までプローブ端子とＩＣ端子を接近させても接触検出機構によりプローブ端子とＩＣ端子の接触が検出されない場合にプローブ端子とＩＣ端子の接近を停止させるようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、予め設定された制限量までプローブ端子とＩＣ端子を接近させてもプローブ端子とＩＣ端子の接触が検出されない場合にプローブ端子とＩＣ端子の接近を停止させるようにすれば、
プローブ端子が半導体装置に強く押し付けられてそれらが損傷するのを防止することができる。
【００９９】
本発明のプロービング装置で、接触検出機構の第１態様として、半導体装置を一定電位にするための配線部と、プローブ端子に電流又は電圧を供給するための電源部と、プローブ端子における電圧又は電流を測定するための電気的測定部と、電気的測定部の出力信号に基づいてプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出する接触判断部とを備え、
本発明の半導体装置の検査方法で、第１局面として、半導体装置を一定電位にし、プローブ端子に電流又は電圧を供給し、プローブ端子における電圧変化又は電流変化を監視することによりプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにすれば、
プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。
【０１００】
本発明のプロービング装置で、接触検出機構の第１態様において、配線部は半導体装置が配置されるステージを含むようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、第１局面において、半導体装置が配置されるステージを一定電位にすることにより半導体装置を一定電位にするようにすれば、
半導体装置を容易に一定電位にすることができる。
【０１０１】
本発明のプロービング装置では、接触検出機構の第１態様において、電気的検出部をプローブ端子ごとに備えているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法では、第１局面において、プローブ端子における電圧変化又は電流変化の監視をプローブ端子ごとに行なうようにしたので、
いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【０１０２】
本発明のプロービング装置で、接触検出機構の第２態様として、プローブ端子付近に配置されたセンサー端子と、プローブ端子とセンサー端子の電気的接続を検出するためのショート検出部とを備え、センサー端子はプローブ端子がＩＣ端子に接触していない状態ではプローブ端子とは間隔をもち、かつ検出端子とＩＣ端子の接触に起因して検出端子と接触する位置に配置されているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、第２局面として、プローブ端子がＩＣ端子に接触していない状態ではプローブ端子とは間隔をもち、かつ検出端子とＩＣ端子の接触に起因して検出端子と接触する位置にセンサー端子を配置し、プローブ端子とセンサー端子の電気的接続を検出することによりプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにすれば、
プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。さらに、半導体装置もしくはＩＣ端子又はそれらの両方の電位が不定状態であっても、プローブ端子とＩＣ端子の接触を検知することができる。
【０１０３】
本発明のプロービング装置では、接触検出機構の第２態様において、センサー端子をプローブ端子ごとに備えているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法では、第２局面において、センサー端子をプローブ端子ごとに配置し、プローブ端子とセンサー端子の電気的接続をプローブ端子ごとに検出するようにしたので、
いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体装置の検査装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例を示すブロック図である。
【図３】同実施例におけるウエハ、プローブ端子及び電流印加電圧測定部を示す回路図である。
【図４】同実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。
【図５】半導体装置の検査装置の他の一実施例を示す概略構成図である。
【図６】同実施例を示すブロック図である。
【図７】同実施例におけるウエハ、プローブ端子及び電圧印加電流測定部を示す回路図である。
【図８】同実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。
【図９】半導体装置の検査装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図１０】同実施例を示すブロック図である。
【図１１】同実施例におけるプローブ端子、センサー端子及びショート検出部を示す回路図である。
【図１２】同実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。
【図１３】ウエハレベルＣＳＰの一例を示す断面図である。
【図１４】ＩＣ端子の高さにばらつきをもつウエハレベルＣＳＰを示す断面図である。
【図１５】ＩＣ個片に切り分ける前のウエハを示す側面図である。
【符号の説明】
１      検査装置
３      プロービング装置
５      テスタ
７      ウエハ
９      ステージ
１１      接地配線
１３      チップ領域
１５      ＩＣ端子
１７      ステージ高さ駆動ユニット
１９      駆動機構
２１      制御部
２３      プローブカード
２５      プローブ端子
２７      圧力センサー
２９      ＣＣＤセンサー
３１      電流印加電圧測定部
３３      スイッチ
３５      定電流源
３７      電圧計
３９      接触判断部
【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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【図１４】
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【図１５】
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