(57)【要約】【課題】本発明は、プローブ針を用いた半導体装置の電気的特性の検査を行うときに、半導体装置の表面の金属パッドとプローブ針の電気的接触を確実にし、電気的特性の検査を確実に行うことができる半導体装置の検査方法及びプローバ装置を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置７０の表面の金属パッド７１にプローブ針３１を接触させ、前記半導体装置７０の電気的特性の検査を行う半導体装置７０の検査方法であって、  前記金属パッド７１に前記プローブ針３１が接触するときに、前記半導体装置７０を鉛直方向に振動させることを特徴とする。【選択図】図５
2009206272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の表面の金属パッドにプローブ針を接触させ、前記半導体装置の電気的特性の検査を行う半導体装置の検査方法であって、
前記金属パッドに前記プローブ針が接触するときに、前記半導体装置を鉛直方向に振動させることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項２】
前記振動は、前記金属パッドと前記プローブ針が接触と非接触を繰り返す振幅であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項３】
前記半導体装置は、鉛直方向に振動する振動子が設けられたステージに載置固定され、該ステージを前記振動子により振動させることにより前記半導体装置を振動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項４】
前記振動子は、前記ステージと合同な平面形状を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項５】
前記振動子は、前記ステージの径又は対角線よりも小さい径又は対角線を有し、前記ステージに複数設けられたことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項６】
前記金属パッドに前記プローブ針が接触するときに、接触位置にエアブローを供給することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項７】
前記エアブローは、前記半導体装置の上方から供給することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項８】
ステージに固定載置された半導体装置の表面の金属パッドにプローブ針を接触させ、前記半導体装置の電気的特性の検査を行うプローバ装置であって、
前記ステージは、前記プローブ針が前記金属パッドに接触するときに、前記半導体装置を鉛直方向に振動させる振動子を有することを特徴とするプローバ装置。
【請求項９】
前記プローブ針が前記金属パッドに接触するときに、接触位置にエアブローを供給するエアー供給機構を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載のプローバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査方法及びプローバ装置に関し、特に、半導体装置の表面の金属パッドにプローブ針を接触させて検査を行う半導体装置の検査方法及びプローバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水平及び垂直方向に微動可能で被試験半導体ウエハを固定載置するステージと、このステージに装着された超音波振動子と、この超音波振動子を励振する超音波発振器と、半導体ウエハと接触させる複数の探針と、これらの探針に装着された超音波ピック・アップと、この超音波ピック・アップの検出した信号を増幅し超音波信号を検出する検出回路と、複数の検出回路の出力信号の論理積を得る論理回路とからなるプローバ装置であって、被試験半導体ウエハを位置決めする際、総ての探針の超音波信号を検出し、総ての探針が被試験ウエハに正しく接触したか否かを検出できるようにしたプローバ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１７１２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、被試験半導体ウエハにプローバ装置の探針が物理的に正しく接触したか否かを検出することはできるが、探針が被試験半導体ウエハ上に形成された金属パッドに正しく接触し、電気的導通が正しく図られているか、つまり電気的接触が正しく行われたか否かについては、検出することができないという問題があった。
【０００４】
ところで、半導体ウエハ等の電気的特性をプローバ装置により検査する場合には、半導体ウエハの表面に設けられた金属パッドにプローブ針を正しく接触させる必要があるが、金属パッドに自然酸化膜が形成され、プローブ針が金属パッドに物理的に接触していても、絶縁体である自然酸化膜により電気的導通が妨げられ、電気的接触不良を発生する場合がある。
【０００５】
図９は、従来の半導体装置７０の検査方法における、プローブ針３１と半導体ウエハ７０の表面の金属パッド７１のコンタクト方法について説明した図である。図９において、ステージ１１０上に半導体ウエハ７０が載置され、半導体ウエハ７０の表面に形成された金属パッド７１の表面には、自然酸化膜７２が形成されている。従来のコンタクト方法においては、金属パッド７１上に形成された自然酸化膜７２を突き破るように、プローブ針３１と金属パッド７１が接触してから、ステージ１１０を更に上方に上昇させ、プローブ針３１が自然酸化膜７２を突き破るような動作をさせている。このときのステージ１１０の上昇量を、プローバ３１のオーバードライブ量と呼ぶが、例えば、オーバードライブ量は、６０〔μｍ〕程度に設定される。これにより、自然酸化膜７２が突き破られ、電気的接触が図られる筈であるが、実際には、自然酸化膜残りが発生し、電気的接触不良になるおそれも残るという問題があった。また、オーバードライブ量を大きくすると、金属パッド７１に大きな損傷を与えるとともに、プローブ針３１の先端が押圧力により曲がってしまうという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、プローブ針を用いた半導体装置の電気的特性の検査を行うときに、半導体装置の表面の金属パッドとプローブ針の電気的接触を確実にし、電気的特性の検査を確実に行うことができる半導体装置の検査方法及びプローバ装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る半導体装置（７０）の検査方法は、半導体装置（７０）の表面の金属パッド（７１）にプローブ針（３１）を接触させ、前記半導体装置（７０）の電気的特性の検査を行う半導体装置（７０）の検査方法であって、
前記金属パッド（７１）に前記プローブ針（３１）が接触するときに、前記半導体装置（７０）を鉛直方向に振動させることを特徴とする。
【０００８】
これにより、半導体装置の金属パッドに自然酸化膜が形成されている場合であっても、これを突き破り、金属パッドとプローブ針の電気的接触を確実にすることができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明に係る半導体装置（７０）の検査方法において、
前記振動は、前記金属パッド（７１）と前記プローブ針（３１）が接触と非接触を繰り返す振幅であることを特徴とする。
【００１０】
これにより、プローブ針に必要以上の押圧力が加わってプローブ針が変形したり、金属パッドに必要以上に損傷が発生することを防いだりするとともに、自然酸化膜を確実に突き破ることができ、金属パッドとプローブ針の電気的接触を確実にすることができる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る半導体装置（７０）の検査方法において、
前記半導体装置（７０）は、鉛直方向に振動する振動子（１１、１２）が設けられたステージ（１０）に載置固定され、該ステージ（１０）を前記振動子（１１，１２）により振動させることにより前記半導体装置（７０）を振動させることを特徴とする。
【００１２】
これにより、ステージに設けられた振動子を用いて、容易に半導体装置に鉛直方向の振動を与えることができる。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明に係る半導体装置（７０）の検査方法において、
前記振動子（１１）は、前記ステージ（１０）と合同な平面形状を有することを特徴とする。
【００１４】
これにより、ステージと重なり合って一体的に設けられた振動子を用いて、簡素な構成で、ステージ全体に均一な振動を与えることができる。
【００１５】
第５の発明は、第３の発明に係る半導体装置（１０）の検査方法において、
前記振動子（１２）は、前記ステージ（１０）の径又は対角線よりも小さい径又は対角線を有し、前記ステージ（１０）に複数設けられたことを特徴とする。
【００１６】
これにより、小さな振動子を複数設けて半導体装置に鉛直方向の振動を与えることができ、安価な振動子を用いて、半導体装置上の金属パッドが位置する最も振動が必要な場所に強い振動を与えることができる。
【００１７】
第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明に係る半導体装置（７０）の検査方法において、
前記金属パッド（７１）に前記プローブ針（３１）が接触するときに、接触位置にエアブローを供給することを特徴とする。
【００１８】
これにより、削れた自然酸化膜の粉末の金属パッド上への滞留を防ぐことができ、自然酸化膜の粉末が、プローブ針と金属パッドの電気的接触を妨げる現象を防止することができる。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明に係る半導体装置（７０）の検査方法において、
前記エアブローは、前記半導体装置（７０）の上方から供給することを特徴とする。
【００２０】
これにより、金属パッド上に削れた自然酸化膜の粉末が発生しても、両側に押しやるように粉末を除去することができ、プローブ針と金属パッドの電気的接触を確実にすることができる。
【００２１】
第８の発明に係るプローバ装置（５０）は、ステージ（１０）に固定載置された半導体装置（７０）の表面の金属パッド（７１）にプローブ針（３１）を接触させ、前記半導体装置（７０）の電気的特性の検査を行うプローバ装置（５０）であって、
前記ステージ（１０）は、前記プローブ針（３１）が前記金属パッド（７１）に接触するときに、前記半導体装置（７０）を鉛直方向に振動させる振動子（１１、１２）を有することを特徴とする。
【００２２】
これにより、プローブ針が金属パッドに接触する際に、金属パッドに自然酸化膜が形成されていても、これを突き破り、電気的接触を確実にしてプローブ検査を行うことができる。
【００２３】
第９の発明は、第８の発明に係るプローバ装置（５０）において、
前記プローブ針（３１）が前記金属パッド（７２）に接触するときに、接触位置にエアブローを供給するエアー供給機構（４０）を更に備えたことを特徴とする。
【００２４】
これにより、自然酸化膜が削られる際に、金属パッド上に自然酸化膜の粉末が発生しても、これを取り除き、プローブ針と金属パッドの電気的接続を確実にしてプローブ検査を実行することができる。
【００２５】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半導体装置の電気的特性の検査において、プローブ針と半導体装置表面の金属パッドの電気的接触を確実にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２８】
図１は、本発明を適用した実施例に係るプローバ装置５０の全体構成を示した側面図である。図１において、本実施例に係るプローバ装置５０は、振動子１１を備えたステージ１０と、プローブカード３０に備えられたプローブ針３１とを有する。また、本実施例に係るプローバ装置５０は、必要に応じて、発振器２０と、エアー供給機構４０と、エアー源４５とを備えてよい。また、ステージ１０上には、半導体ウエハ等の半導体装置７０が載置されている。
【００２９】
ステージ１０は、半導体ウエハ等の半導体装置７０を固定載置するための載置台である。ステージ１０は、半導体装置７０を載置できれば、その平面形状は問わず、例えば円形であっても、四角形であってもよい。ステージ１０は、半導体装置７０の電気的特性の検査を行う際、半導体装置７０の表面に形成された金属パッド上にプローブ針３１が来るように位置決めする必要があるので、水平方向及び鉛直方向に移動可能なものが使用される。
【００３０】
本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０においては、ステージ１０は、振動子１１を備える。振動子１１は、ステージ１０に鉛直方向の振動を与える手段である。振動子１１は、図１に示すように、例えばステージ１０の下方に設けられてもよいし、ステージ１０の中に組み込まれて設けられていてもよい。本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０においては、ステージ１０に振動を与えることにより、載置した半導体装置７０を鉛直方向に振動させるので、ステージ１０は、半導体装置７０を単に載置させるだけでなく、半導体装置７０をステージ１０上に固定させる機構が必要である。よって、ステージ１０は、半導体装置７０をステージ１０上に固定載置するためのチャック機構（図示せず）を備えてよい。チャック機構は、機械的なメカチャック、真空を利用した真空チャック、静電気を利用した静電チャック等、半導体装置７０をステージ１０上に固定載置できる種々の態様を適用することができる。
【００３１】
振動子１１は、ステージ１０に鉛直方向の振動を与えることができる手段であれば、種々の態様の振動子を適用できるが、例えば、超音波を利用した超音波振動子が用いられてもよい。超音波振動子を適用する場合、例えば、発振器２０が設けられ、発振器２０でＡＣ１００Ｖ電源を例えば２５〜４０〔ｋＨｚ〕の高周波に変え、振動子で高周波エネルギーを機械的な振動に変えて、ステージ１０に伝えるようにしてもよい。
【００３２】
プローブカード３０は、複数のプローブ針３１を備え、半導体装置７０の電気的特性の検査を行うときに、プローバ５０に設置される。プローブカード３０は、半導体装置７０上に設けられた、電気的特性を検査するための金属パッドの配置パターンに適合したものが用いられる。
【００３３】
プローブ針３１は、半導体装置７０の表面に形成された金属パッドとの電気的接触を図るためのコンタクト部材であり、金属パッドと接触する先端が針のように細く構成されている。これにより、金属パッドの表面に自然酸化膜が形成されていても、これを突き破って金属パッドと電気的接触を図ることが可能な構成となっている。
【００３４】
エアー供給機構４０は、プローブ針３１と半導体装置７０の金属パッドが接触するときに、接触位置にエアブローを供給する手段である。本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０においては、プローブ針３１と半導体装置７０の金属パッドが接触するときに、ステージ１０を鉛直方向に振動させて、金属パッド上に自然酸化膜が形成されていても、これをプローブ針３１により突き破らせる動作を行う。その際、削れた自然酸化膜の粉末が金属パッド上に滞留し、これがプローブ針３１と金属パッドの電気的接触を妨げる場合もあり得るので、エアブローにより、粉末を吹き飛ばして自然酸化膜残りを防止する。
【００３５】
エアー供給機構４０は、半導体装置７０の金属パッドとプローブ針３１の接触位置にエアブローを供給できれば、種々の位置に設けられてよいが、例えば、図１に示すように、半導体装置７０の上方からエアブローの供給が可能なように、プローブカード３０の上方にエアー供給孔が設けられても良い。これにより、エアー供給機構４０を省スペースに設けることができるとともに、エアブローを半導体装置７０の全面に均一に供給することができ、発生した自然酸化膜の粉末を、左右に吹き飛ばすように効率的に除去できる。
【００３６】
また、他にも、エアブローを半導体装置７０の横から供給し、粉末を横方向に吹き飛ばすような構成としてもよい。このように、エアブロー供給手段４０は、用途に応じて種々の位置に設けてよい。
【００３７】
なお、エアブロー供給機構４０へのエアーの供給は、エアー源４５から行われてよい。また、エアブロー供給機構４０は、必ずしも必須ではなく、必要に応じて設けるようにしてよい。
【００３８】
次に、図２を用いて、本実施例に係るプローバ装置５０に用いられているステージ１０の構成及び動作について、更に詳細に説明する。図２は、ステージ１０の構成を示した斜視図である。
【００３９】
図２において、ステージ１０の下には、振動子１１が設けられている。ステージ１０は、その上面に半導体装置７０を載置固定するための支持台であり、その上面は例えば、導電性金属物質が用いられてもよい。振動子１１は、ステージ１０に鉛直方向の機械的振動を与えるための手段であり、ステージ１０に固定される。振動子１１は、種々の態様が適用されてよく、例えば、振動子１１単独でステージ１０の振動を与えることができれば、そのような態様であってもよい。本実施例においては、振動子１１には、超音波振動子が適用された例を挙げて説明する。
【００４０】
図２において、振動子１１は、発振器２０により駆動される。発振器２０は、ＡＣ（交流）電源に接続され、５０Ｈｚ又は６０ＨｚのＡＣ１００〔Ｖ〕電源を、例えば２５〜４０〔ｋＨｚ〕に変えて、振動子１１を駆動する。振動子１１は、発振器２０の高周波により、例えば鉛直方向に２５０００〜４００００〔回／秒〕、振幅３０〔μｍ〕で振動する。これにより、ステージ１０は、同様の振動数及び振幅で振動し、固定載置された半導体装置７０も、同様の振動数及び振幅で鉛直方向に振動する。なお、振動数及び振幅は、用途に応じて適宜適切に変更してよく、発振器２０の高周波等により、これらを適宜調整するようにしてよい。
【００４１】
振動子１１は、図２においては、取り付け加工の容易性の観点から、ステージ１０の下に設けているが、例えば、より効果的に振動をステージ１０に伝達させるべく、ステージ１０の真ん中に組み込んで設けてもよい。振動子１１の形状及び設置位置についても、用途に応じて種々の態様としてよい。
【００４２】
図３は、振動子１１の平面形状の一例を示した図である。図３においては、円形の振動子１１が示されている。ステージ１０の平面形状が円形の場合、振動子１１も同一形状の円形かつ同径とし、ステージ１０と合同な１つの振動子１１として構成している。これにより、ステージ１０と振動子１１を重ねて一体的に構成することができ、ステージ１０の全面に均一な振動を与えることができる。なお、図３においては、ステージ１０が円形に構成されているので、振動子１１も合同な円形に構成されている例を挙げているが、例えば、ステージ１０が四角形の場合には、振動子１１を、ステージ１０と合同な四角形に構成するようにしてよい。これによっても、振動子１１は１つで済み、かつステージ１０と一体的に構成することにより、ステージ１０全面に均一な鉛直振動を与えることができる。
【００４３】
図４は、図３とは異なる振動子１２の態様を示した平面図である。図４においては、振動子１２が複数であり、５つの振動子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが設けられた例が示されている。このように、複数の小さな振動子１２を設けるようにしてもよい。振動子１２は、２５０００〜４００００〔回／秒〕の高速で振動させるので、図３で示したような、大きな１つの振動子１１を作製するのが困難なであったり、高価であったりする場合も考えられる。そのような場合には、図４に示したように、径又は対角線がステージ１０の径又は対角線よりも小さな振動子１２を複数用意し、これをステージ１０に設けるようにしてもよい。この場合、振動子１２の配置は、なるべくステージ１０の全体に均一な振動を与えることができるように、対称な配置とすることが好ましい。また、図４においては、振動子１２が５つの振動子１２ａ〜１２ｄから構成される例を挙げているが、振動子１２は、これより少なく例えば４つであってもよいし、これよりも多く例えば７つであってもよい。振動子１２の数は、用途に応じて適宜適切な数とすることができる。
【００４４】
なお、例えば、プローブ針３１と金属パッドが接触する位置がある程度固定されているような場合には、その位置の付近に振動子１２が多く配置されるような構成としてもよい。図４の構成の振動子１２によれば、振動源である振動子１２を所望の位置に配置することができるので、用途に応じて、柔軟な配置構成とすることができる。
【００４５】
また、例えば、複数設けた振動子１２を、毎回総て動作させるのではなく、ステージ１０の移動に合わせて、プローブ検査が行われている付近の振動子１２のみを振動させるようにしてもよい。これにより、プローブ針３１と金属パッドの接触が行われている、振動の付与が必要な位置にのみ振動を与えることができ、省電力で効率的な振動動作を行うことができる。
【００４６】
このように、図４の複数の振動子１２を備えたプローバ装置５０の構成によれば、用途に応じた柔軟な振動付与を行うことが可能となる。
【００４７】
次に、図５を用いて、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０の、プローブ針３１と金属パッドの接触時の動作について説明する。図５は、プローブ針３１と半導体装置７０の表面の金属パッド７１が接触するときの状態を示した側面図である。
【００４８】
図５において、ステージ１０の上に半導体装置７０が固定載置されており、半導体装置７０の表面には、金属パッド７１が形成されている。金属パッド７１の表面には、自然酸化膜７２が形成されており、プローブ針３１が、上方から自然酸化膜７２に接触している。半導体装置７０は、例えば半導体ウエハが適用されてよく、金属パッド７１は、例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金膜で構成されていてもよい。また、ステージ１０の下方には、振動子１１が設けられている。
【００４９】
プローブ針３１が、金属パッド７１上に形成された自然酸化膜７２に接触した状態では、自然酸化膜７２が絶縁体であり、金属パッド７１とプローブ針３１との電気的接触を妨げるので、プローブ針３１と金属パッド７１の電気的導通は実現されない。プローブ針３１と金属パッド７１の電気的導通を図るためには、プローブ針３１が自然酸化膜７２を突き破って貫通し、金属パッド７１に到達する必要がある。そこで、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０においては、プローブ針３１が金属パッド７１に接触するときに、振動子１１の振動によりステージ１０を鉛直方向に振動させ、プローブ針３１が自然酸化膜７２を突き破るように動作させる。このとき、振動は鉛直方向のみであるので、プローブ針３１に横方向の圧力が加わったり、プローブ針３１が金属パッド７１上を大きく横に移動した線状の傷が付いたりするおそれがない。そして、プローブ針３１は、金属パッド７１の一点に対して接触、非接触が繰り返されるので、一点集中でプローブ針３１は金属パッド７１を突くこととなり、力が分散せず、効率的かつ迅速に自然酸化膜７２を貫通することができる。
【００５０】
図６は、プローブ針３１と金属パッド７１の接触状態を、ステージ１０の振幅に応じて示した側面図である。図６（ａ）は、ステージ１０が上方に移動したときのプローブ針３１と金属パッド７１の接触状態を示した側面図である。図６（ｂ）は、ステージ１０が下方に移動したときのプローブ針３１と金属パッド７１の接触状態を示した側面図である。図６において、振動子１１による振動の振幅が、３０〔μｍ〕である例について説明する。
【００５１】
図６（ａ）において、金属パッド７１が振幅の上限に来たときは、プローブ針３１と金属パッド７１が接触し、そのオーバードライブ量が３０〔μｍ〕となっている状態が示されている、これにより、プローブ針３１は、自然酸化膜７２を突き、突き破る動作を行う。
【００５２】
一方、図６（ｂ）においては、金属パッド７１が振幅の下限に来たときには、プローブ針３１と金属パッド７１は非接触状態となり、３０〔μｍ〕の隙間が空くことが示されている。
【００５３】
図６（ａ）の接触時の状態と、図６（ｂ）の非接触時の状態は、交互に繰り返され、プローブ針３１が、周期的に金属パッド７２の接触点を突く動作が繰り返されることになる。このとき、金属パッド７１の移動量は、鉛直方向に６０〔μｍ〕であり、図９の従来技術で説明した、接触状態からオーバードライブ量を６０〔μｍ〕として上方にステージ１１０を上昇させたのと同様の移動量である。同じ移動量ではあるが、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０の場合には、プローブ針３１が２５０００〜４００００〔回／秒〕で自然酸化膜７２を叩くように突くので、自然酸化膜７２を効果的に貫通することができる。なお、プローブ針３１と金属パッド７１の接触時にステージ１０を振動させる時間は、例えば、１０〜５００〔ｍｓｅｃ〕程度であってよく、０．１〔秒〕以下の時間であってよい。この時間の間にも、ステージ１０に載置固定された半導体装置７０は１０００回以上振動し、貫通動作が実行させるので、確実にプローブ針３１が自然酸化膜７２を貫通し、プローブ針３１と金属パッド７１の電気的接触を実現することができる。
【００５４】
次に、図７を用いて、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０が適用され得る、半導体装置７０の金属パッド７１付近の構成例について説明する。図７は、半導体装置７０の金属パッド７１付近の断面構成図の一例である。
【００５５】
図７において、半導体装置７０は、シリコン基板７０ａと、酸化膜７０ｂとを有する。シリコン基板７０ａの厚さが、例えば５５０〔μｍ〕で構成されていれば、酸化膜７０ｂの厚さは、１／１０００程度の５００〔ｎｍ〕程度であってよい。そして、酸化膜７０ｂの表面にＴｉＷ成膜７３がなされ、その上に金属パッド７１が形成されている。金属パッド７１の表面には、自然酸化膜７２が、金属酸化膜として自然に発生し、形成されている。ＴｉＷ成膜７３は、例えば１５０〔ｎｍ〕程度に形成され、金属パッド７１は、例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金で、８００〔ｎｍ〕程度に形成される。自然酸化膜７２は、金属パッド７１の表面がアルミニウムＡｌの場合には、例えばアルミナＡｌ２Ｏ３の金属酸化膜として、厚さ１０〔ｎｍ〕程度形成される。
【００５６】
金属パッド７１の側面部は、例えばパッシベーション膜で保護されてよく、図７においては、Ｐ−ＳｉＯ２からなるパッシベーション７５が金属バッド７１の側面部を直接的に覆い、その上から更にＰ−ＳｉＮからなるパッシベーション７６が、パッシベーション７５を覆っている。Ｐ−ＳｉＯ２からなるパッシベーション７５は、厚さ２００〔ｎｍ〕程度であってよく、Ｐ−ＳｉＮからなるパッシベーション７６は、それよりもずっと厚い厚さ１２００〔ｎｍ〕程度であってよい。また、金属パッド７１の表面端部には、ＴｉＷ成膜７４が、厚さ６０〔ｎｍ〕程度で形成されてよい。
【００５７】
図７に示したように、例えば、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０の適用対象となる半導体装置７０は、シリコン基板７０ａ上にアルミニウム合金からなる金属パッド７１が形成されている態様であってもよい。なお、図７は、一例として示したものであり、電気的特性の検査が行われ、表面に金属パッド７１を備えた半導体装置７０であれば、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法及びプローバ装置５０を好適に適用することができる。
【００５８】
次に、図８を用いて、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法の処理フローについて説明する。図８は、本実施例に係る半導体装置７０の検査方法の処理フローを示した図である。
【００５９】
ステップ１００では、金属パッド７１に、プローブ針３１を接近させて接触させる。その際、ステージ１０を移動させて、プローブ針３１が、金属パッド７１の上に来るように適切に水平方向に位置決めがなされ、その後ステージ１０を上昇させてプローブ針３１と金属パッド７１を接触させてよい。
【００６０】
ステップ１１０では、ステージ１０の振動を開始する。振動は、例えば超音波振動子を用いて、超音波振動を行うようにしてよい。これにより、金属パッド７１上に形成された自然酸化膜７２がプローブ針３１に多数回突かれ、自然酸化膜７２を突き破って貫通させることができる。
【００６１】
ステップ１２０では、ステージ１０の超音波振動を停止する。ステージ１０の振動時間は、０．１〔秒〕以下でよく、例えば１０〜５００〔ｍｓｅｃ〕程度の短時間であってよいので、検査工程を時間ロスにより妨げることがない。また、この超音波振動の結果、プローブ針３１と金属パッド７２との電気的接触が図られる。
【００６２】
ステップ１３０では、電気的特性試験が実行される。プローブ針３１から、金属パッド７１に所定の電流又は電圧が供給され、その出力を他の金属パッド７１から検出することにより、半導体装置７０が正常に動作するか否かが検査される。
【００６３】
ステップ１４０では、ステージ１０が移動し、次のインデックスに移動する。つまり、ステップ１３０で１チップの電気的特性試験が終了したので、次のチップの電気的特性試験を行うため、ステージ１０を移動させて、次の検査対象のチップの金属パッド７１がプローブ針３１の下に来るように移動を行う。
【００６４】
ステップ１５０では、ステージ１０が上昇し、金属パッド７１に、プローブ針３１を接触させる。これは、ステップ１００と同様のステップである。
【００６５】
ステップ１６０では、ステージ１０の振動を開始する。内容は、ステップ１１０と同様であるので、その説明を省略する。
【００６６】
ステップ１７０では、ステージ１０の振動を停止する。具体的内容は、ステップ１２０と同様であるので、その説明を省略する。
【００６７】
ステップ１８０では、半導体装置７０の電気的特性試験を実行する。その具体的内容は、ステップ１３０と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
ステップ１９０では、総てのインデックスの電気的特性試験が終了したか否かが判定される。この判定は、レシピとの照合により行われてもよいし、ホストコンピュータの指示に従って実行してもよい。また、プローバ装置５０で、試験終了判定機構を設けている場合には、そのような判定機構により、試験が半導体装置７０上の総てのチップに対して終了したか否かを判定してもよい。
【００６９】
ステップ１９０において、総てのチップについて、電気的特性試験が終了したと判定されたときには、処理フローを終了する。一方、まだ総てのチップについて電気的特性試験は終了していないと判定されたときには、ステップ１４０に戻り、次の検査対象のインデックスにステージ１０が移動する。そして、ステップ１４０からステップ１９０を繰り返し、ステップ１９０において、総てのチップの検査が終了したと判定されるまで、電気的特性試験が繰り返される。
【００７０】
このように、電気的特性試験を開始する前に、ステージ１０を振動させ、プローブ針３１と半導体装置７０の金属パッド７１との電気的接触を確実にしてから電気的特性試験を実行することにより、総てのチップに対して、確実に電気的特性試験を実行することができる。
【００７１】
なお、図８の処理フローにおいては、ステップ１００又はステップ１５０で、金属パッド７１にプローブ針３１が接触してからステージ１０の振動を行う例について説明したが、金属パッド７１にプローブ針３１が接触するときにステージ１０を振動させてもよいし、金属パッド７１にプローブ針３１が接近したら、接触以前にステージ１０の振動を開始するようにしてもよい。これらのステージ１０の振動を開始する微妙なタイミングは、実際のプローブ検査の態様に応じて、適切に設定することができる。
【００７２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明を適用した実施例に係るプローバ装置５０の全体構成側面図である。
【図２】ステージ１０の構成を示した斜視図である。
【図３】振動子１１の平面形状の一例を示した図である。
【図４】図３とは異なる振動子１２の態様を示した平面図である。
【図５】プローブ針３１と金属パッド７１が接触するときの状態を示した側面図である。
【図６】プローブ針３１と金属パッド７１の接触状態を示した側面図である。図６（ａ）は、ステージ１０が上方に移動したときの接触状態を示した側面図である。図６（ｂ）は、ステージ１０が下方に移動したときの接触状態を示した側面図である。
【図７】半導体装置７０の金属パッド７１付近の断面構成図の一例である。
【図８】本実施例に係る半導体装置７０の検査方法の処理フローを示した図である。
【図９】従来の半導体装置７０の検査方法について説明した図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０    ステージ
１１、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ    振動子
２０    発振器
３０    プローブカード
３１    プローブ針
４０    エアー供給機構
４５    エアー源
５０    プローバ装置
７０    半導体装置
７０ａ    シリコン基板
７０ｂ    酸化膜
７１    金属パッド
７２    自然酸化膜
７３、７４    ＴｉＷ成膜
７５、７６    パッシベーション
【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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