(57)【要約】【課題】半導体装置の破損を抑制できる検査装置、およびそれに用いられるプローブカードを提供する。【解決手段】本発明の検査装置は、半導体装置の検査装置であって、半導体装置と電気的な接続を形成する接触端子１０を備える。接触端子１０の先端１１は、内側が中空の空間１２となっている環状の形状を有する。接触端子１０の最先端１１ａは、同一平面上に環状に存在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の検査装置であって、
前記半導体装置と電気的な接続を形成する接触端子を備え、
前記接触端子の先端は、内側が中空の空間となっている環状の形状を有し、
前記接触端子の最先端は、同一平面上に環状に存在する検査装置。
【請求項２】
前記接触端子の前記先端の表面が曲面である請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記接触端子の前記最先端が円環状である請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記中空の空間の断面形状であって前記接触端子の中心軸に沿った断面形状が、半楕円状である請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
半導体装置と電気的な接続を形成する複数の接触端子を備え、前記半導体装置の検査に用いられるプローブカードであって、
前記接触端子の先端は、内側が中空の空間となっている環状の形状を有し、
前記接触端子の最先端は、同一平面上に環状に存在するプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査装置およびそれに用いられるプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、機器に組み込む前にそれが正常に動作するかどうかを検査する必要がある。そのような検査には、たとえば、複数のプローブを備えるプローブカードが用いられる。半導体装置を検査する際には、複数のプローブが半導体装置の端子に押圧され、その状態で半導体装置の動作や電気的特性が検証される。
【０００３】
半導体装置の検査に用いられるプローブとして、先端が半球状または球状であるプローブが提案されている（たとえば特許文献１および特許文献２）。先端が半球状であるプローブの一例について、平面図を図４（ａ）に示し、断面図を図４（ｂ）に示す。
【特許文献１】特開平０８−２９２２０９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２７４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４のプローブ１を用いて半導体装置の検査を行う場合の課題を図５に示す。ここでは、図５（ａ）に示すように、半導体２上に形成された電極パッド３を備える半導体装置４の検査を行う一例について説明する。
【０００５】
まず、図５（ｂ）に示すように、プローブ１の先端を、電極パッド３に接触させる。このとき、プローブ１の先端を確実に電極パッド３に接触させるため、一定の押圧力でプローブ１が電極パッド３に押圧される。その結果、プローブ１の先端部分が電極パッド３にめり込む。すると、プローブ１が電極パッド３にめり込んだ体積分だけ、電極パッド３の一部が外側に押し出される。押し出された電極パッド３の一部によって、プローブ１が押圧された部分の周囲に、めくれ上がり部５が形成される。プローブ１と電極パッド３とが接触している状態で、半導体装置４の検査が行われる。
【０００６】
次に、図５（ｃ）に示すように、プローブ１を電極パッド３から離す。電極パッド３の表面には、めくれ上がり部５が残る。
【０００７】
めくれ上がり部５は、再度の検査の際や、機器に組み込んで電気的接続を形成する場合に、不具合を生じる要因となる。たとえば、プローブ１を用いて再度の検査を行う場合、プローブ１がめくれ上がり部５に当たってしまう場合がある。この場合、めくれ上がり部５の下部で大きな応力が発生し、図５（ｄ）に示すように、めくれ上がり部５の下部の半導体２にクラック６が生じる場合がある。そのため、従来のプローブを用いた検査装置では、半導体装置の検査の際に、半導体装置が破損したり半導体装置の破損の要因を増やしたりする恐れがあった。
【０００８】
このような状況において、本発明は、半導体装置の破損を抑制できる検査装置、およびそれに用いられるプローブカードを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の検査装置は、半導体装置の検査装置であって、前記半導体装置と電気的な接続を形成する接触端子を備え、前記接触端子の先端は、内側が中空の空間となっている環状の形状を有し、前記接触端子の最先端は、同一平面上に環状に存在する。
【００１０】
また、本発明のプローブカードは、半導体装置と電気的な接続を形成する複数の接触端子を備え、前記半導体装置の検査に用いられるプローブカードであって、前記接触端子の先端は、内側が中空の空間となっている環状の形状を有し、前記接触端子の最先端は、同一平面上に環状に存在する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の検査装置およびプローブカードでは、接触端子の先端の内側が中空である。そのため、接触端子を電極パッドに押しつけても、問題となるようなめくれ上がり部が発生することを抑制できる。また、本発明の検査装置およびプローブカードでは、接触端子の先端が、同一平面上に環状に存在する。そのため、接触端子と半導体装置とは、点状ではなく線状（環状）に接触する。その結果、接触端子を電極パッドに押圧したときの応力集中を緩和できる。そのため、本発明によれば、検査による半導体装置の破損などの問題を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について例を挙げて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。以下の説明では、特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や他の材料を適用してもよい。
【００１３】
［半導体装置の検査装置］
半導体装置を検査するための本発明の検査装置は、半導体装置と電気的な接続を形成する接触端子を備える。接触端子の先端は、内側が中空の空間となっている環状の形状を有する。接触端子の最先端は、同一平面上に環状に存在する。
【００１４】
本発明の検査装置は、半導体装置の動作の検証や半導体装置の電気的特性の測定に用いられる。検査対象となる半導体装置に限定はない。本発明の検査装置は、ウェハに形成された複数の半導体装置の一括検査に用いてもよいし、個々に分離された半導体装置の検査に用いてもよい。たとえば、本発明の検査装置は、加熱した状態および／または高電圧での検査（バーンイン）に用いてもよく、たとえばウェハレベルでのバーンインに用いてもよい。
【００１５】
通常、本発明の検査装置は、複数の接触端子を備える。それらの接触端子のすべてが上記特徴を有する接触端子であってもよい。また、それらの接触端子のうちの一部が上記特徴を有する接触端子であり、それ以外の接触端子が他の一般的な接触端子であってもよい。たとえば、上記特徴を有する接触端子は、半導体装置の破損が生じやすい部分にのみ用いられてもよい。複数の接触端子は、プローブカードに組み込まれていてもよく、たとえばメンブレン型のプローブカードに組み込まれていてもよい。以下、本発明の検査装置に必須の接触端子について説明する。
【００１６】
接触端子は、半導体装置と電気的な接続を形成するための端子である。この端子を介して半導体装置を動作させたり半導体装置の電気的な特性を測定したりすることができる。接触端子は、半導体装置の一部（たとえば電極パッド）に押圧され、その結果、電気的な接続が形成される。
【００１７】
接触端子のうち、半導体装置と接触する最先端は、同一平面上に存在する。すなわち、接触端子の最先端は、フラットに形成されている。このような接触端子は、表面が平坦な電極パッドと、点状ではなく線状に接触する。そのため、半導体装置の一部（たとえば電極パッド）に接触端子を押圧したときにも、応力が一部に集中することを抑制できる。なお、接触端子の最先端は、完全に閉じた環であってもよいし、完全に閉じた環でなくてもよい。たとえば、接触端子の最先端は、所々で分断されているが実質的には環状の形状であってもよい。分断されている部分の長さは、最先端全体の長さのたとえば２０％以下である。
【００１８】
接触端子の先端の内側は、中空の空間となっている。したがって、図５（ｂ）とは異なり、接触端子が電極パッドにめり込んでも、それによって移動する電極パッドの体積はわずかである。そのため、本発明によれば、先端がボール状のプローブを用いる従来の検査装置とは異なり、問題となるようなめくれ上がり部が形成されることを抑制できる。なお、半導体装置と接触する先端以外の部分の形状については、限定はない。
【００１９】
半導体装置の検査が可能である限り、接触端子の材料や大きさに限定はない。接触端子の材料として、たとえば、チタン、タングステン、パラジウム、金、白金、およびこれらの合金を用いてもよい。
【００２０】
接触端子の先端の表面は、曲面であることが好ましい。接触部の表面を曲面とすることによって、応力の集中を防止でき、また、問題となるようなめくれ上がり部が形成されることを特に抑制できる。
【００２１】
接触端子の最先端は、円環状であってもよい。また、本発明の効果が得られる限り、接触端子の最先端は、円環状以外の環状の形状であってもよい。
【００２２】
接触端子の内側に存在する中空の空間は、半楕円球状であってもよい。換言すれば、中空の空間の断面形状であって接触端子の中心軸に沿った断面形状が半楕円状であってもよい。この構成によれば、接触端子が半導体装置の電極パッドにめり込んだ場合に、その応力が接触端子の内側に集中しやすくなって接触性が向上する。また、本発明の効果が得られる限り、接触端子の内側に存在する中空の空間は、半楕円球以外の形状であってもよい。
【００２３】
本発明の検査装置に関して、接触端子以外の部分については特に限定はなく、公知の構成を適用できる。一例では、本発明の検査装置は、一部の接触端子を介して半導体装置に電圧を印加するための電源、一部の接触端子から出力された電気信号を分析するための分析装置、およびそれらを制御するためのコントローラ、コントローラを操作するための入力装置、分析結果を表示するための表示装置、および分析結果を記録するための記録装置などを含む。コントローラは、演算処理装置とメモリとを含む。また、本発明の検査装置は、半導体装置を加熱した状態で検査をするための加熱装置を備えてもよい。
【００２４】
［プローブカード］
本発明のプローブカードは、半導体装置と電気的な接続を形成する複数の接触端子を備え、半導体装置の検査に用いられる。このプローブカードの接触端子は、上記検査装置の接触端子と同じであるため、重複する説明を省略する。
【００２５】
接触端子以外の部分については、本発明のプローブカードに特に限定はなく、公知の構成を適用できる。
【００２６】
［接触端子の一例］
以下、本発明の検査装置およびプローブカードで用いられる接触端子の一例について、図面を参照しながら説明する。本発明で用いられる接触端子の正面図を図１（ａ）に示し、図１（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂにおける断面図を図１（ｂ）に示す。なお図１では、複数の接触端子を含む検査装置またはプローブカードのうち、１つの接触端子の部分のみを図示している。
【００２７】
図１（ａ）および（ｂ）に示す接触端子１０は、基材２０に固定されている。基材２０に特に限定はないが、通常、基材２０は合成樹脂などの絶縁性材料で形成される。接触端子１０は、チタン、タングステン、パラジウム、金、白金、およびこれらの合金などで形成される。接触端子１０には電気配線（図示せず）が接続されている。この電気配線によって、接触端子１０は、外部回路や出力端子に接続される。
【００２８】
接触端子１０のうち基材２０側の部分（根元部分）は球状である。接触端子１０の先端１１は、半導体装置の一部と接触する部分である。先端１１の内側は、内部が中空の空間１２となっており、そのため、先端１１は環状（具体的には円環状）の形状を有する。
【００２９】
先端１１の最先端１１ａは、同一平面上に存在する。より具体的には、先端１１の最先端１１ａは、接触端子１０の中心軸ＣＬに垂直な１つの面Ｓ上に存在する。すなわち、先端１１の最先端１１ａは、検査対象の接触面（たとえば電極パッドの表面）に対してフラットになるように形成されている。図１（ａ）に示すように、最先端１１ａは、円環状である。最先端１１ａを平面に押しつけたときには、最先端１１ａは、点ではなく線（円）で平面と接触する。
【００３０】
一例では、空間１２の高さｈが５μｍ〜１０μｍの範囲にあり、最先端１１ａの直径Ｄが５μｍ〜２０μｍの範囲にある。また、一例では、空間１２の高さｈは、直径Ｄの１倍〜４倍の範囲にある。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、先端１１の表面は滑らかな曲面であり、検査対象に向かって凸の曲面である。別の観点では、先端１１の断面の外縁は、角がない滑らかな曲線である。
【００３２】
接触端子１０は、公知の方法で製造できる。たとえば、めっき法を用い、接触端子の部分、および、接触端子とプローブカードとの接合部分を形成してもよい。
【００３３】
接触端子１０による電気的接続の形成について、図２に模式的に示す。図２は、たとえば、接触端子１０をメンブレン型のプローブカードに組み込んでウェハレベルでのバーンインに用いる場合の一例である。
【００３４】
図２（ａ）に、検査対象となる半導体装置３０の一部を示す。半導体装置３０は、表面に形成された電極パッド３１を含む。まず、接触端子１０の先端を電極パッド３１に接触させるために、接触端子１０を所定の位置に配置する。このとき、接触端子１０が電極パッド３１以外の部分に接触しないように、接触端子１０を正確に配置することが重要である。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示すように、接触端子１０を電極パッド３１に押し当てて電気的接続を形成する。接触端子１０の先端の内側は中空である。そのため、接触端子１０が電極パッド３１にめり込んでも、めくれ上がり部３４は生じないか、生じたとしてもごく小さい。したがって、従来のプローブを用いる場合とは異なり、本発明によれば、問題を生じるようなめくれ上がり部が形成されることを抑制できる。また、接触端子１０の先端はフラットであるため、応力の集中が抑制される。
【００３６】
接触端子１０を電極パッド３１に接触させた状態で、半導体装置３０の検査が行われる。その後、図２（ｃ）に示すように、接触端子１０を電極パッド３１から離す。電極パッド３１に形成されためくれ上がり部３４は小さい。
【００３７】
その後、再度の検査を行う場合には、接触端子１０が再び電極パッド３１に押し当てられる。上述したように、接触端子１０によって形成されるめくれ上がり部３４は小さい。また、接触端子１０の先端は、鋭角ではなく滑らかな曲面である。そのため、図２（ｄ）に示すように、接触端子１０がめくれ上がり部３４に押し当てられた場合でも、めくれ上がり部３４の下部に加わる応力は小さい。したがって、従来のプローブを用いた場合とは異なり、本発明によれば、検査の際に半導体装置３０が破損することが抑制される。なお、接触端子１０を電極パッド３１に再度押し当てることによって、新たなめくれ上がり部３４ａが形成されるが、めくれ上がり部３４ａも問題を生じない。以上のように、本発明によれば、半導体装置３０の破損、および半導体装置３０の破損の要因を増やすことを抑制できる。
【００３８】
本発明の検査装置の一例について、構成を図３に模式的に示す。図３の検査装置１００は、コントローラ１０１と、分析装置１０２と、プローブカード１０３と、加熱装置を備えるステージ１０４と、半導体装置に電圧を印加するための電源１０５とを備える。コントローラ１０１は、半導体装置の検査を行うためのプログラムが記録されたメモリ部と、プログラムを実行する演算処理部と、分析結果を表示する表示部と、コントローラの操作およびデータの入力を行うための入力部とを備える。プローブカード１０３は、複数の接触端子１０を備える。分析装置１０２は、接触端子１０から出力された電気信号を分析する。ステージ１０４上には、複数の半導体装置が形成されたウェハ１１０が配置される。半導体装置を検査する際には、半導体装置の所定の部位に接触端子１０が押圧される。電源１０５は、コントローラ１０１によって制御され、ウェハ上の半導体装置に所定の電圧を印加する。なお、検査装置１００は、必要に応じて他の機器を含んでもよい。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は半導体装置の検査装置、およびそれに用いられるプローブカードに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の検査装置またはプローブカードで用いられる接触端子の一例を示す（ａ）正面図、および（ｂ）断面図である。
【図２】図１に示した接触端子を用いて半導体装置の検査を行うときの状況について、一例を示す図である。
【図３】本発明の検査装置の一例について、構成を模式的に示す図である。
【図４】半導体装置の検査に用いられてきた従来のプローブについて一例を示す（ａ）正面図、および（ｂ）断面図である。
【図５】従来のプローブの課題を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  接触端子
１１  先端
１１ａ  最先端
１２  中空の空間
２０  基材
３０  半導体装置
３１  電極パッド
３４、３４ａ  めくれ上がり部
１００  検査装置
１０１  コントローラ
１０２  分析装置
１０３  プローブカード
１０４  ステージ
１０５  電源
【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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