(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を載置して固定するステージと、
前記ステージを駆動する駆動手段と、
前記被検査物に形成された外部接続用電極と電気的に接続して電気的導通を得るプローブ針が設置されたプローブカードと、
前記被検査物の所定位置に形成された光反射部に光を照射する光照射手段と、前記光反射部によって反射された光の強度を測定する測定手段と、
前記測定の結果と予め設定した基準値との大小関係を判断し、前記判断の結果に基づき前記駆動部を制御して前記被検査物を移動させる制御手段とを有し、
前記制御手段では、
前記測定の結果が前記予め設定した基準値以上の大きさの場合には、前記外部接続用電極と前記プローブ針とを接触させ、
前記測定の結果が前記予め設定した基準値未満の大きさの場合には、前記駆動部を制御して前記被検査物を所定量移動させた後の再測定の結果と予め設定した基準値との大小関係を再度判断し、前記大小関係の判断と前記所定量の移動を前記再測定の結果が前記予め設定した基準値以上の大きさになるまで繰り返すことを特徴とする半導体装置の検査装置。
【請求項２】
前記光照射手段の先端開口部の形状が円形であり、かつ、前記光反射部の形状が正方形であって、前記先端開口部の直径が、前記光反射部の一辺の長さとほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項３】
前記光照射手段の先端開口部の形状と、前記光反射部の形状が双方円形であり、かつそれらの直径がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項４】
前記プローブカードが、基板と、前記基板に一体化された光照射手段と、前記基板の表面にバンプ状に形成されたプローブ針とを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項５】
前記基板が石英基板であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項６】
前記ステージが、前後と左右に移動可能であり、かつ、軸を中心として回転動可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置の検査装置。
【請求項７】
半導体ウエハ上の複数の半導体装置上に形成された外部接続用電極と、プローブカードに設置されたプローブ針とを電気的に接続して、前記半導体装置の検査を行う方法であって、
前記プローブカードに設置された光照射部から、前記半導体装置上に形成された光反射部に向けて光を照射して反射された光の強度と予め設定した基準値との大小関係を判断する工程（ａ）と、
前記判断の結果に基づき前記半導体装置と前記プローブカードとの位置合わせを行う工程（ｂ）とを有し、
前記工程（ｂ）では、
前記工程（ａ）において前記反射された光の強度が前記予め設定した基準値以上の大きさの場合には、前記外部接続用電極と前記プローブ針とを接触させ、
前記工程（ａ）において前記測定の結果が前記予め設定した基準値未満の大きさの場合には、前記半導体装置と前記プローブカードとの位置合わせを、前記反射された光の強度が前記予め設定した基準値以上の大きさになるまで繰り返し行うことを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項８】
前記プローブカードを、その表面で光を反射する板状体の上部に移動させる工程と、
前記光照射部から前記板状体に向けて光を照射して反射された光の強度と予め設定した基準値との大小関係を判断する工程と、
前記判断の結果に基づき前記光照射部の清掃を行う工程とを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項９】
前記プローブカードを暗室の内部に移動させる工程と、
前記光照射部から前記プローブ針の先端部に向けて光を照射して反射された光の強度と予め設定した基準値との大小関係を判断する工程と、
前記判断の結果に基づき前記プローブ針の清掃を行う工程とを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
半導体ウエハ上の複数の半導体装置上に形成された外部接続用電極と、プローブカードに設置されたプローブ針とを電気的に接続して、半導体装置の検査を行う方法であって、
前記半導体装置を、前後と左右に移動可能であり、かつ、軸を中心として回転動可能なステージに載置して所定位置に移動させる工程（ｃ）と、
前記ステージを左右方向に所定範囲走査しながら、前記プローブカードに設置された光照射部から、前記半導体装置上に形成された光反射部に向けて光を照射して反射された反射光の強度データーを外部メモリーに格納する工程（ｄ）と、
前記ステージを前後方向に所定範囲走査しながら、前記反射光の強度データーを外部メモリーに格納する工程（ｅ）と、
前記ステージを所定の角度範囲で軸を中心に回転動させながら、前記反射光の強度データーを外部メモリーに格納する工程（ｆ）とを有し、
前記外部メモリーに格納したデータ―に基づき前記ステージを移動または回転動することにより、前記半導体装置と前記プローブカードとの位置合わせを行う工程（ｇ）とを有し、
前記工程（ｇ）では、
前記工程（ｄ）〜（ｆ）の各工程において得られた前記反射光の強度データーの相加平均値が最大となる位置に前記ステージを移動または回転動することを特徴とする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】
本発明は半導体ウエハ上に設けられた半導体装置の電気的特性を評価するための検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ上の複数の半導体装置を効率よく検査するために検査装置を使用した自動検査が行われている。この検査においては、検査結果の信頼性に影響を与えることから、検査対象の半導体装置に検査用プローブカードを高い精度で位置合わせをする、いわゆる、アライメントと呼ばれる操作が特に重要となっている。
【０００３】
以下、従来の半導体装置の検査装置および検査方法について、図を参照しながら説明する。図１０に、従来の検査装置を示す。１０１はステージであり、半導体ウエハ１０２を載置して移動させる。半導体ウエハ１０２上には、複数の半導体装置１０３が設けられている。さらに、半導体装置１０３上には、複数の外部接続用電極１０５が形成されている。１００はプローブカードであり、プローブカード基板１１１とその基板に設置された複数のプローブ針１１３より構成される。また、プローブ針１１３は外部接続用電極１０５と電気的に接続されるように、その先端が外部接続用電極１０５と同じ高さにプローブカード１００に設置されている。１２４は駆動部であり、ステージ１０１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、およびθ軸の任意の方向、角度に移動または回転させる。１２５は計測部であり、プローブ針１１３から伝送された電気信号を計測する。計測部１２５は導電線１１５ｂによってプローブ針１１３と接続されている。また、１２１は制御部であり、駆動部１２４を制御して半導体ウエハ１０２を載置したステージ１０１を移動させる。制御部１２１は導電線１１５ｂによって駆動部１２４と計測部１２５に接続されている。１５１はプローブ針１１３が外部接続用電極１０５に接触した際に外部接続用電極１０５上に形成されたプローブ針跡である。さらに、１５２は外部接続用電極の中心点、１５３はプローブ針跡の中心点、１５４は外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３とのＸ軸方向における離間距離（Ｘ軸方向の修正値に相当する）、１５５は同じくＹ軸方向における離間距離（Ｙ軸方向の修正値に相当する）である。なお、図１０中、（ａ）の領域に修正前の外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３との位置関係、また、（ｂ）の領域に修正後の外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３との位置関係をそれぞれ拡大して示した。
【０００４】
図１１に、この検査装置を用いた検査方法のフローを示す。以下、図１１を参照しながら、順を追ってこの方法を説明する。
【０００５】
先ず、工程Ｓ１５において、プローブカード１００を半導体ウエハ１０２上の所定位置に移動させる（以下、この操作をウエハアラインメントという）。この後、工程Ｓ１６へ移る。
【０００６】
工程Ｓ１６において、プローブ針１１３の先端部を、検査対象とした半導体装置１０３上の外部接続用電極１０５に接触させ、外部接続用電極１０５にプローブ針跡１５１を残す。この後、工程Ｓ１７へ移る。
【０００７】
工程Ｓ１７において、外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３との一致性を顕微鏡等を用いて判断する。判断の結果、一致性不良（Ｎｏ）の場合は工程Ｓ１８へ、略一致（Ｙｅｓ）の場合は工程Ｓ４へそれぞれ移る。
【０００８】
工程Ｓ１８において、図１０に示したように、Ｘ軸方向の修正値１５４とＹ軸方向の修正値１５５の分、駆動部１２４を制御してステージ１０１を移動させて、外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３とが略一致するように半導体装置１０３の位置の修正を行う。この後、工程Ｓ１６へ移り、同じ半導体装置１０３について再度工程Ｓ１６を行う（この操作を外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３とが略一致（Ｙｅｓ）するまで繰り返し、略一致（Ｙｅｓ）すれば工程Ｓ４へ移る）。
【０００９】
工程Ｓ４において、プローブカード１００を降ろしてプローブ針１１３を外部接続用電極１０５に接続する。この後、工程Ｓ５へ移る。
【００１０】
工程Ｓ５において、プローブ針１１３からの電気信号を計測して半導体装置１０３の検査を行う。検査終了後、ステージ１０１を移動して次の半導体装置１０３の検査を開始する。こうして、上記工程を繰り返して、半導体ウエハ１０２上に設けられた複数の半導体装置の検査を順次行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置の高集積化、微細化に伴い、半導体装置上に形成される外部接続用電極のサイズも小さくなり、その数も増大している。また、半導体ウエハの大型化に伴い、半導体ウエハ１個当たりに設けられる半導体装置の数も増大している。さらに、半導体ウエハの大型化に伴って、半導体装置の検査時に、半導体ウエハを載置するステージの移動距離が長くなり、検査に誤差を生じやすくなっている。
【００１２】
図１２に、上述した検査装置によりアラインメントをした際に半導体ウエハ１０２（サイズ：８インチ）上に生じた、外部接続用電極１０５とプローブ針跡１５１との位置ズレの状態の一例を示す。１個の半導体装置１０３上には、図中（ｂ）の領域に示すように、２０個の外部接続用電極１０５（サイズ６４μｍ×６４μｍ、ピッチ１２０μｍ）が形成されている。図中（ａ）の領域（半導体ウエハ１０２を表わす）では、それら２０個の外部接続用電極１０５の内の１個を、当該半導体装置１０３が設けられた場所に拡大して示した。
【００１３】
ここでは、プローブ針１１３が２０個設置されたプローブカード１００を用い、１個の半導体装置１０３上に２０個形成された、外部接続用電極１０５のそれぞれに、プローブ針１１３が接続されるようにした。また、ここでは、経路１６２に沿って半導体ウエハ１０２を載置したステージ１０１を移動させて、順次、半導体ウエハ１０２上に形成された複数の半導体装置１０３の検査を行った。
【００１４】
図１２に示す例では、検査開始直後では、外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡１５１との位置ズレの修正が効いて比較的正確な位置合わせが行われている。しかし、検査の進行に従って位置ズレが大きくなり、極端な個所ではプローブ針跡１５１が外部接続用電極１０５内から逸脱する程になっている。さらに検査が進むと、この位置ズレは小さくなっているが、検査終了直前には、再び位置ズレが顕著になっている。検査時に半導体装置から得られる計測値は、この位置ズレの程度と相関があり、プローブ針跡１５１が外部接続用電極１０５内から逸脱した個所では計測値が特に大きな異常を示す。
【００１５】
ある半導体装置を検査した際に、こうした不具合が多発した場合は、同じ半導体装置を再度検査する必要があるが、検査の項目数と検査の点数が多くなると、当然のように検査の効率が低下してしまう。また、検査が度重なると、プローブ針跡１５１の数が増えて外部接続用電極１０５自体の状態が悪化し、半導体装置１０３のボンディング時に不良が発生する。
【００１６】
本発明は、このような問題点を解決するべくなされたものであり、半導体ウエハの大小や１個の半導体ウエハ上に設けられた半導体装置の数の多少によらず、半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針とを位置ズレなく正確に接続することができ、効率的かつ信頼性の高い自動検査が行える半導体装置の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の検査装置は、被検査物を載置して固定するステージと、このステージを駆動する駆動手段と、被検査物上に形成された外部接続用電極と電気的に接続して電気的導通を得るプローブ針を設置したプローブカードとを有する。さらに、被検査物上に形成された光反射部に光を照射する光照射手段と、その光反射部から反射した反射光の強度を測定する測定手段とを有する。さらに、この測定の結果と予め設定した基準値との大小関係を判断し、その判断の結果に基づき駆動部を制御して被検査物を移動させる制御手段とを有し、制御手段では、測定の結果が予め設定した基準値以上の大きさの場合には、外部接続用電極とプローブ針とを接触させ、測定の結果が予め設定した基準値未満の大きさの場合には、駆動部を制御して被検査物を所定量移動させた後の再測定の結果と予め設定した基準値との大小関係を再度判断し、大小関係の判断と所定量の移動を再測定の結果が予め設定した基準値以上の大きさになるまで繰り返すことを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の検査方法は、半導体ウエハ上に設けられた複数の半導体装置上に形成された外部接続用電極と、プローブカードにおけるプローブ針とを電気的に接続して、半導体装置の検査を行う方法である。本方法は、プローブカードに設置された光照射部から、半導体装置上に形成された光反射部に向けて光を照射して反射された光の強度と予め設定した基準値との大小関係を判断する工程（ａ）と、半導体装置とプローブカードとの位置合わせを行う工程（ｂ）とを有すし、工程（ｂ）では、工程（ａ）において反射された光の強度が予め設定した基準値以上の大きさの場合には、外部接続用電極とプローブ針とを接触させ、工程（ａ）において測定の結果が予め設定した基準値未満の大きさの場合には、半導体装置とプローブカードとの位置合わせを、反射された光の強度が予め設定した基準値以上の大きさになるまで繰り返し行う。
【００１９】
これら構成により、半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針とが正確に接続されるようになる。これにより、再検査に要する時間的ロスがなくなり、また、外部接続用電極に余分なプローブ針跡を残すこともなく、効率的、かつ、信頼性の高い自動検査が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態について、図を参照しながら説明する。図１に、本実施の形態における検査装置を示す。以下、前述した従来例と共通する個所については説明を省略する。
【００２１】
図１において、１０４は正方形形状の反射膜であり、その表面で光を反射する性質がある。反射膜１０４は、１個の半導体装置１０３上において、その所定位置に２個所形成されている。尚、ここでは、反射膜１０４が２個所形成された例を示したが、反射膜１０４は１個の半導体装置１０３上に３個所以上形成されていても良い。また、１１２ａは光を伝送する（光ファイバー製）であり、１個の半導体装置１０３上に形成された反射膜１０４の数と同数の２個所、プローブカード１００に設置されている。１３１は入射光であり、光導波路１１２ａから反射膜１０４に向けて照射される。１３２は入射光１３１が反射膜１０４によって反射された反射光である。また、光導波路１１２ａは、反射光１３２が光導波路１１２ａ中に導入されるようにプローブカード１００に設置されている（図１中、（ａ）の領域に光導波路１１２ａの先端部と反射膜１０４との位置関係、および、入射光１３１と反射光１３２の状態を拡大して示した）。また、１２２、１２３は光電変換器であり、光導波路１１２ａに導入された反射光１３２の強度を電気信号に変換する。１２１は制御部であり、電気信号に変換された反射光１３２の強度と予め設定した基準値とを比較し、その結果に基づいて駆動部１２４を制御してステージ１０１を移動させる。制御部１２１は光伝送線１１５ａによって光電変換器１２２、１２３と、導電線１１５ｂによって駆動部１２４と計測部１２５にそれぞれ接続されている。
【００２２】
図２に、この検査装置を用いた検査方法のフローを示す。以下、図２を参照しながら、順を追ってこの方法を説明する。
【００２３】
先ず、ウエハアラインメントを行い（図示せず）、工程Ｓ１に移る。
【００２４】
工程Ｓ１において、１個のプローブカード１００に設置された２個の光導波路１１２ａを通して入射光１３１を照射する。入射光１３１が２個所の側定点における反射膜１０４によって反射された反射光１３２の強度を、光電変換器１２２、１２３によって電気信号に変換する。この後、工程Ｓ２に移る。
【００２５】
工程Ｓ２において、上述した２個所の測定点における反射光１３２の強度と、それぞれの測定点毎に定めた基準値との大小関係を判定し、いずれの側定点においても反射光１３２の強度が基準値よりも大きい場合は工程Ｓ４へ移り、それ以外の場合は工程Ｓ３へ移る。
【００２６】
工程Ｓ３において、外部接続用電極の中心点１５２とプローブ針跡の中心点１５３とが略一致する位置を含む所定範囲の中で、２個所の測定点における反射光１３２の強度がそれぞれの基準値よりも大きくなるまで、ステージ１０１を、Ｘ軸方向とＹ軸方向への所定の距離間隔で移動させ、さらに軸を中心として所定の角度間隔で回転動させる。このようにして、工程Ｓ１〜Ｓ３の操作を繰り返し、反射光１３２の強度が基準値より大きくなり、半導体装置１０３の位置の修正が完了した後、工程Ｓ４に移る。
【００２７】
工程Ｓ４において、プローブカード１００を降ろしてプローブ針１１３を外部接続用電極１０５に接続する。この後、工程Ｓ５へ移る。
【００２８】
工程Ｓ５において、プローブ針１１３からの電気信号を計測して半導体装置１０３の検査を行う。検査終了後、ステージ１０１を移動して次の半導体装置１０３の検査を開始する。こうして、上記工程を繰り返して、半導体ウエハ１０２上に設けられた複数の半導体装置１０３の検査を順次行う。
【００２９】
なお、本実施の形態では１個の半導体装置１０３を一つの単位として上記した一連の工程の中で検査をしたが、複数個の半導体装置１０３を一つの単位とすることも可能である。
【００３０】
図３に、本実施の形態におけるアライメントの状態を示す。ここで、（ａ）はアライメントの状態を示す側面図である。また、（ｂ）および（ｃ）はアラインメントの状態を示す平面図であり、（ｂ）は反射光１３２の強度が基準値よりも大きく、アライメントにズレのない状態を、また、（ｃ）は反射光１３２の強度が基準値よりも以下であってアライメントにズレのある状態をそれぞれ示す。図３の（ｂ）に示すように、反射膜１０４をパターン化の容易な正方形形状とし、その一辺は、円形形状の光導波路１１２ａの先端部の直径とほぼ等長としている。これにより、反射膜１０４の面積を小さくすることができ、製造コストの削減につながる。さらに、反射膜１０４の形状は、その面積を最小にすることができることから、光導波路１１２ａと同形状、同直径の円形形状とするのが好ましい。
【００３１】
ここでは、光導波路１１２ａとプローブ針１１３は、光導波路１１２ａの中心が、反射膜１０４の中心と一致するとき、プローブ針１１３の先端部が外部接続用電極１０５の中心と接続されるようにプローブカード１００に設置されている。したがって、反射光１３２の強度が予め設定した基準値以上となるように調整すれば、光導波路１１２ａの中心が、反射膜１０４の中心と略一致するようになり、プローブ針１１３の先端部が外部接続用電極１０５の中心と接続されるようになって、精度の高いアライメントが実現される。
【００３２】
本実施の形態によれば、半導体装置上に形成された反射膜とプローブカードに設置された光導波路とを利用した光学的手段により、半導体装置と検査用プローブカードとの位置合わせが正確にできるようになる。これにより、半導体ウエハの大小や１個の半導体ウエハ上に設けられた半導体装置の数の多少によらず、半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針とを高い精度で接続することができる。
【００３３】
（第二の実施形態）
以下、別のプローブカード１００を用いた本発明の第二の実施形態について図を参照しながら説明する。図４に、このプローブカード１００を用いたアライメントの状態を示す。なお、前述した第一の実施形態と共通する個所については説明を省略する。
【００３４】
図４において、１１６は石英基板であって、第一の実施形態におけるプローブカード基板１１１に相当するものである。１１２ａは光導波路（光ファイバー製）であリ、石英基板１１６の内部に形成され、反射光１３２が光導波路１１２ａ中に導入されるように配置されている。光導波路１１２ａの先端は、石英基板１１６の表面で開口している。
【００３５】
また、１１５ｂは石英基板１１６の表面に形成された導電線である。１１４はバンプ状に形成されたプローブ針であり、導電線１１５ｂと電気的に接続されている。プローブ針１１４は、外部接続用電極１０５に電気的に接続されるようにプローブカード１００に設置されている。このように、プローブカード１００は、バンプ状に形成されたプローブ針１１４、導電線１１５ｂ、および石英基板１１６とから一体的に構成されている。
【００３６】
本実施の形態によれば、前述した第一の実施形態と比較して、プローブカードの上下方向の移動量が小さくなる。そして、半導体ウエハが大口径化して検査時に半導体ウエハを載置したステージの移動距離が拡大した状態でも、半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針とを位置ズレなく高い精度で接続できるようになる。この結果、第一の実施形態と比較して、半導体装置の自動検査の信頼性がさらに向上する。
【００３７】
（第三の実施形態）
以下、本発明の第三の実施形態について、図を参照しながら説明する。図５に、本実施の形態において、光学系の状態を確認するプロセスを概略的に示す。ここで、（ａ）および（ｂ）は光学系の状態を確認している状態を模式的に示す側面図であり、（ａ）は光導波路１１２ａの先端部に異物１３３が付着して反射光１３２の強度が弱い状態を、（ｂ）は光導波路１１２ａの先端部に異物１３３が付着しておらず反射光１３２の強度が強い状態を、それぞれ示している。また、（ｃ）は半導体装置１０３の検査時に入射光１３１を光導波路１１２ａから反射膜１０４に向けて照射し、反射光１３２を光導波路１１２ａ中に導入している状態を模式的に示す側面図である。以下、前述した第一〜二の実施形態と共通する個所については説明を省略する。
【００３８】
図５において、１３４は鏡面であり、その表面で光を反射する。また、１３５は鏡面１３４を固定する鏡面板であり、検査装置の所定位置に配置されている。図５に示すように、光導波路１１２ａとプローブ針１１３は、光学系の状態を確認する際に、それぞれ鏡面１３４と接触しないように鏡面１３４上に配置される。また、１３３は異物であり、金属の微粉末等からなる。また、１４１は光導波路１１２ａの先端部に付着した異物１３３を清掃除去するクリーニング処理を示す。
【００３９】
図５に示すように、光導波路１１２ａの先端部に異物１３３が付着していると、入射光１３１の一部が異物１３３により乱反射されて鏡面１３４に到達しなくなる。この結果、反射光１３２の強度が弱くなり、例えば、第一の実施形態に示した検査方法を行ったときに、光学的手段を用いたアライメントの状態の良否の判定が困難になる。本実施の形態では、このような不具合を解消するため、クリーニング処理１４１によって光導波路１１２ａに付着した異物１３３を清掃除去する。
【００４０】
図６に、この検査装置を用いた検査方法のフローを示す。以下、図６を参照しながら、順を追ってこの方法を説明する。なお、光導波路１１２ａの状態を確認する工程（工程Ｓ７）について説明をし、前述した第一の実施形態と共通する工程（工程Ｓ１〜Ｓ６）については説明を省略する。
【００４１】
先ず、工程Ｓ７１において、プローブカード１００を移動させて、光導波路１１２ａを検査装置に配置された鏡面板１３５の上部へ移動させる。この後、工程Ｓ７２に移る。
【００４２】
工程Ｓ７２において、光導波路１１２ａを通して入射光１３１を照射する。入射光１３１が、鏡面１３４によって反射された反射光１３２は、光導波路１１２ａに導入される。この側定点における反射光１３２の強度を光電変換器１２２、１２３のいずれかによって電気信号に変換する。この後、工程Ｓ７３に移る。
【００４３】
工程Ｓ７３において、上記した測定点における反射光１３２の強度と、別途定めた基準値との大小関係を判定し、反射光１３２の強度が基準値よりも大きい場合は、第一の実施形態と同様に工程Ｓ１〜Ｓ６を行い、それ以外の場合は工程Ｓ７４へ移る。
【００４４】
工程Ｓ７４において、クリーニング処理１４１によって、光導波路１１２ａの先端部に付着した異物１３３を清掃除去する。この後、反射光１３２の強度が基準値よりも大きくなるまで、工程Ｓ７１〜Ｓ７３を繰り返す。反射光１３２の強度が基準値よりも大きくなると、第一の実施形態と同様に工程Ｓ１〜Ｓ６を行う。
【００４５】
本実施の形態によれば、半導体装置を検査する前に、光学系に付着した異物を清掃除去できるため、光学的手段による位置合わせの精度が向上し、半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針との接続がより精度よく行える。
【００４６】
（第四の実施形態）
以下、本発明の第四の実施形態について、図を参照しながら説明する。図７に、本実施の形態において、プローブ針の状態を確認するプロセスを概略的に示す。ここで、（ａ）および（ｂ）は光導波路１１２ｂを用いてプローブ針１１３の状態を確認している状態を模式的に示す側面図であり、（ａ）はプローブ針１１３の先端部に異物１３３が付着して反射光１３２の強度が強い状態を、（ｂ）はプローブ針１１３の先端部に異物１３３が付着しておらず反射光１３２の強度が弱い状態を、それぞれ示している。ここで、光導波路１１２ｂは、半導体装置１０３とプローブカード１００との位置合わせに用いる光導波路１１２ａとは別に設けられたものであり、複数個存在するプローブ針１１３毎に、各プローブ針１１３に光が照射されるようにプローブカード１００に設置されている（図示せず）。また、（ｃ）は半導体装置１０３の検査時に入射光１３１を光導波路１１２ａから反射膜１０４に向けて照射し、反射光１３２を光導波路１１２ａ中に導入している状態を模式的に示す側面図である。以下、前述した第一〜三の実施形態と共通する個所については説明を省略する。
【００４７】
図７において、１３７は暗室であり、プローブ針１１３の状態を確認する際に、その内部にプローブカード１００が収納される。図７に示すように、プローブ針１１３の状態を確認する際に、光導波路１１２ｂの直下にプローブ針１１３の先端部が位置するように、かつ、光導波路１１２ｂとプローブ針１１３は、それぞれ鏡面１３４と接触しないように配置される。１３６は入射光１３１がプローブ針１１３で反射された反射光である。また、１４１はプローブ針１１３の先端部に付着した異物１３３を清掃除去するクリーニング処理を示す。
【００４８】
図７に示すように、光導波路１１２ｂから照射された入射光１３１の一部はプローブ針１１３によって反射される。ここでは、プローブ針１１３はプローブ基板１１１に対して傾斜して設置されているため、反射光１３６は、斜めの方向に進行して光導波路１１２ｂに帰還しない。また、光導波路１１２ｂから照射された入射光１３１の大半は、暗室１３７内で吸収されて光導波路１１２ｂに帰還しない。この状態では、光導波路１１２ｂに帰還する反射光１３２の強度は極めて小さくなる。
【００４９】
ところが、プローブ針１１３の先端部に異物１３３が付着していると、入射光１３１の一部は異物１３３により乱反射される。そして、この乱反射された光の一部は光導波路１１２ｂに帰還する。この状態では、異物１３３の付着がない場合より反射光１３２の強度が相当強く測定される。
【００５０】
図７に示すように、プローブ針１１３の先端部に異物１３３が付着していると、例えば、第一の実施形態に示した検査方法を行ったときに、接触不良や短絡が生じて検査の信頼性が損なわれる。本実施の形態では、このような不具合を解消するため、クリーニング処理１４１によってプローブ針１１３に付着した異物１３３を清掃除去する。
【００５１】
図８に、この検査装置を用いた検査方法のフローを示す。以下、図８を参照しながら、順を追ってこの方法を説明する。なお、プローブ針１１３の状態を確認する工程（工程Ｓ８）について説明をし、前述した第一〜二の実施形態と共通する工程（工程Ｓ１〜Ｓ６）については説明を省略する。
【００５２】
先ず、工程Ｓ８１において、プローブカード１００を移動させて、光導波路１１２ｂとプローブ針１１３を別途設置された暗室１３７の内部へ移動させる。この後、工程Ｓ８２に移る。
【００５３】
工程Ｓ８２において、光導波路１１２ｂを通して入射光１３１を照射する。入射光１３１が、異物１３３によって反射された反射光１３２は、光導波路１１２ｂに導入され、この側定点における反射光１３２の強度を光電変換器１２２、１２３のいずれかによって電気信号に変換される。この後、工程Ｓ８３に移る。
【００５４】
工程Ｓ８３において、上記した測定点における反射光１３２の強度と、別途定めた基準値との大小関係を判定し、反射光１３２の強度が基準値よりも小さい場合は、前述した第一の実施形態と同様に工程Ｓ１〜Ｓ６を行い、それ以外の場合は工程Ｓ８４へ移る。
【００５５】
工程Ｓ８４において、クリーニング処理１４１によって、プローブ針１１３の先端部に付着した異物１３３を清掃除去する。この後、反射光１３２の強度が基準値よりも大きくなるまで、工程Ｓ８１〜Ｓ８３を繰り返す。反射光１３２の強度が基準値よりも大きくなると、第一の実施形態と同様に工程Ｓ１〜Ｓ６を行う。
【００５６】
本実施の形態によれば、半導体装置を検査する前に、検査用のプローブ針に付着した異物を除去できるため、光学的手段による位置合わせの精度が向上し、半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針との接続がより精度よく行える。
【００５７】
なお、本実施の形態では、第一〜三の実施形態と同様、半導体装置１０３とプローブカード１００との位置合わせに、光導波路１１２ａと反射膜１０４とを用いたが、これらの代わりに、光導波路１１２ｂと外部接続用電極１０５とを用いてプローブカード１００に設置された複数の光導波路１１２ｂからそれぞれ入射光１３１を照射し、複数個所において外部接続用電極１０５によって反射された反射光１３２の平均値を予め設定した基準値と比較することによって、半導体装置１０３とプローブカード１００との位置合わせを行うことも可能である。
【００５８】
（第五の実施形態）
以下、本発明の第五の実施形態について、図を参照しながら説明する。本実施形態における検査装置については、第一の実施形態におけるそれと同様であるので説明を省略する。図９に、本実施の形態による検査方法のフローを示す。以下、図９を参照しながら、順を追ってこの方法を説明する。なお、前述した第一〜第四の実施形態と共通する工程（工程Ｓ４〜Ｓ６）については説明を省略する。
【００５９】
先ず、ウエハアラインメントを行い（図示せず）、工程Ｓ９に移る。
【００６０】
工程Ｓ９において、ステージ１０１をＸ軸方向に所定範囲走査し、第一の実施形態と同様にして２個所の側定点における反射光１３２の強度を電気信号に変換し、得られた強度データ−を所定の距離間隔で外部メモリーに格納する。この後、工程Ｓ１０に移る。
【００６１】
工程Ｓ１０において、ステージ１０１をＹ軸方向に所定範囲走査し、工程Ｓ９と同様にして反射光１３２の強度を電気信号に変換し、得られた強度データ−を所定の距離間隔で外部メモリーに格納する。この後、工程Ｓ１１に移る。
【００６２】
工程Ｓ１１において、ステージ１０１を軸を中心として所定の角度範囲で回転動させ、工程Ｓ１０と同様にして反射光１３２の強度を電気信号に変換し、得られた強度データ−を所定の距離間隔で外部メモリーに格納する。
【００６３】
次に、工程Ｓ１２において、外部メモリーに格納した反射光１３２の強度データ−をもとに、それら２個所における反射光１３２の強度データーの相加平均値が最大となるＸ、Ｙ、θを特定し、そのＸ、Ｙ、θに、ステージ１０１を移動または回転動させた後、そのポジションで固定する。
【００６４】
本実施の形態によれば、半導体装置上に形成された反射膜とプローブカードに設置された光導波路とからなる光学的手段を利用して得られた光の強度データ−を外部メモリーに格納し、その強度データーに基づいて半導体装置と検査用プローブカードとの位置合わせをする。これにより、半導体装置の自動検査の精度が高められる。
【００６５】
本実施の形態は、回路の高集積化と微細化が進んだ、例えば、外部接続用電極のサイズが５０μｍ×５０μｍ以下の半導体装置に適用すると、効果がより顕著に発揮される。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体ウエハが大口径化し、検査時にステージの移動距離が長くなっても、常時半導体装置上の外部接続用電極とプローブカードのプローブ針とが正確に接続されるようになり、効率的で信頼性の高い自動検査が可能となる。
【００６７】
また、本発明によれば、半導体装置の検査において、個々の外部接続用電極のサイズが小さく密集した状態においても、検査の精度が高いまま維持される。さらに、こうした外部接続用電極の狭ピッチ化によって半導体装置の集積度が増大して１個の半導体ウエハから取れる半導体装置の数も増え、半導体装置の検査に要するコストの削減にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の第一の実施形態による検査装置を示す概略図
【図２】    本発明の第一の実施形態による検査方法を示すフローチャート
【図３】    本発明の第一の実施形態によるアライメントの状態を示す平面図と側面図
【図４】    本発明の第二の実施形態によるアライメントの状態を示す側面図
【図５】    本発明の第三の実施形態における、光学系の状態の確認プロセスを示す概略図
【図６】    本発明の第三の実施形態による検査方法を示すフローチャート
【図７】    本発明の第四の実施形態における、プローブ針の状態の確認プロセスを示す概略図
【図８】    本発明の第四の実施形態による検査方法を示すフローチャート
【図９】    本発明の第五の実施形態による検査方法を示すフローチャート
【図１０】  従来の半導体装置の検査装置を示す構造図
【図１１】  従来の半導体装置の検査方法を示すフローチャート
【図１２】  従来の半導体装置の検査方法によるアライメントの位置ズレの状態を示す概略図
【符号の説明】
１００          プローブカード
１０１          ステージ
１０２          半導体ウエハ
１０３          半導体装置
１０４          反射膜
１０５          外部接続用電極
１０６          保護膜
１１１          プローブカード基板
１１２ａ        光導波路（半導体装置とプローブカードとの位置合わせ用）
１１２ｂ        光導波路（プローブ針の状態確認用）
１１３、１１４  プローブ針
１１５ａ        光伝送線
１１５ｂ        導電線
１１６          石英基板
１２１          制御部
１２２、１２３  光電変換器
１２４          駆動部
１２５          計測部
１３１          入射光
１３２、１３６  反射光
１３３          異物
１３４          鏡面
１３５          鏡面板
１３７          暗室
１３８、１３９  反射光強度
１４１          クリーニング処理
１５１          プローブ針跡
１５２          外部接続用電極の中心点
１５３          プローブ針跡の中心点
１５４          Ｘ軸方向の修正値
１５５          Ｙ軸方向の修正値
１６１          外部接続用電極群
１６２          経路
【図１】
0003795373.tif 000002
【図２】
0003795373.tif 000003
【図３】
0003795373.tif 000004
【図４】
0003795373.tif 000005
【図５】
0003795373.tif 000006
【図６】
0003795373.tif 000007
【図７】
0003795373.tif 000008
【図８】
0003795373.tif 000009
【図９】
0003795373.tif 000010
【図１０】
0003795373.tif 000011
【図１１】
0003795373.tif 000012
【図１２】
0003795373.tif 000013