JP2000266806A - Device and method for inspecting semiconductor device, semiconductor device, and manufacture thereof - Google Patents
Device and method for inspecting semiconductor device, semiconductor device, and manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置を検査する装置、検査方法、それにより検査された半
導体デバイス、及びその半導体デバイスの製造方法に関
する。The present invention relates to an apparatus for inspecting a semiconductor integrated circuit device, an inspection method, a semiconductor device inspected thereby, and a method for manufacturing the semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体デバイスにあっては、一般
的にシリコンウエハからチップを切り出し、樹脂やセラ
ミックでモールドしてパッケージしたものを、出荷前に
炉内で加熱して、バーンインと呼ばれる加速試験を行
い、経時劣化の激しいものを除去して良品を出荷してい
た。2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor device, a chip generally cut out from a silicon wafer, molded with a resin or ceramic and packaged is heated in a furnace before shipment, and an acceleration called burn-in is performed. Tests were conducted to remove those that deteriorated with time, and shipped good products.
【0003】しかしながら、最近ではパッケージ構造の
変化により、チップにハンダバンプを付けた状態で製品
として出荷することが行われるようになってきた。この
ためにバーンイン試験もハンダバンプにプローブを接触
させて行う必要が生じてきている。However, recently, due to a change in the package structure, a chip has been shipped as a product with solder bumps attached. For this reason, it has become necessary to perform a burn-in test by bringing a probe into contact with a solder bump.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術にあっては、半導体チップのパッドにプローブを接
触させる場合に較べて、ハンダバンプは高さばらつきが
数十ミクロンと非常に大きく、ハンダバンプにプローブ
を接触させるプロービング時における信頼性が問題とな
っている。However, in the prior art, the height variation of the solder bump is as large as several tens of microns as compared with the case where the probe is brought into contact with the pad of the semiconductor chip. The reliability at the time of probing for contacting the contact is a problem.
【0005】すなわち、ハンダバンプの高さにばらつき
があると、試験時にハンダバンプをつぶしたり、深い傷
を形成したりするために、製品としての信頼性を損なう
ことが多かった。That is, if the height of the solder bumps varies, the solder bumps are crushed or deep scratches are formed at the time of testing, so that the reliability as a product is often impaired.
【0006】そこで、従来においては、ハンダバンプに
高さばらつきをなくすように付着物を設けたり、試験専
用のハンダバンプを用いて試験を行った後に別のバンプ
に付け替えるなどによって、高さばらつきの解消が試み
られている。なお、この種の技術に関するものとして、
例えば特開平4−56244号公報に記載されたものが
挙げられる。Therefore, conventionally, the solder bumps are provided with an adhering substance so as to eliminate the height unevenness, or the test is carried out using a solder bump dedicated to the test, and then the bump is replaced with another bump. Attempted. As for this type of technology,
For example, those described in JP-A-4-56244 can be mentioned.
【0007】ところが、ハンダバンプに付着物を設けた
り、試験専用のハンダバンプを用いて試験を行い、その
後に別のハンダバンプに付け替える等の作業は、非常に
煩雑であり、半導体デバイスの製造効率を低下すること
にもなる。However, the operation of providing a deposit on the solder bump, performing a test using a dedicated solder bump, and then replacing the solder bump with another solder bump is very complicated, and lowers the manufacturing efficiency of the semiconductor device. It will also be.
【0008】本発明の目的は、チップ上のバンプに高さ
ばらつきがある場合においても、煩雑な作業を伴わず、
かつハンダバンプをつぶすことなく、確実にハンダバン
プとチップ外のテスタとを電気的に接続することが可能
な半導体デバイスの検査装置、検査方法、その検査によ
り検査された半導体デバイス及びその検査を用いた半導
体デバイスの製造方法を実現することである。[0008] An object of the present invention is to provide a method that does not involve complicated operations even when the bumps on a chip have height variations.
In addition, a semiconductor device inspection apparatus, an inspection method, a semiconductor device inspected by the inspection, and a semiconductor using the inspection, which can surely electrically connect the solder bump and the tester outside the chip without crushing the solder bump It is to realize a device manufacturing method.
【0009】また、本発明の他の目的は、ハンダバンプ
に酸化膜が厚く形成されている場合においても、この酸
化膜を破ることによって電気的に確実な接続を得ること
ができる半導体デバイスの検査装置、検査方法、その検
査により検査された半導体デバイス及びその検査を用い
た半導体デバイスの製造方法を実現することである。Another object of the present invention is to provide a semiconductor device inspection apparatus capable of obtaining an electrically reliable connection by breaking an oxide film even when a thick oxide film is formed on a solder bump. To implement a semiconductor device inspected by the inspection, and a method of manufacturing a semiconductor device using the inspection.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、ハンダバンプの側面を挟むように、互いに対向し
て配置されるカンチレバービームを設置すればよい。す
なわち、カンチレバービームを撓ませながらハンダバン
プの側面に接触させるため、高さばらつきを有するバン
プに対して鉛直方向に及ぼす力が少なくて済むために、
高さが高いバンプでもつぶすことなく試験を行うことが
できる。In order to achieve the above object, cantilever beams which are arranged to face each other may be provided so as to sandwich the side surfaces of the solder bumps. That is, since the cantilever beam is brought into contact with the side surface of the solder bump while being bent, the force exerted on the bump having the height variation in the vertical direction can be reduced.
The test can be performed without crushing with a tall bump.
【0011】さらに、カンチレバービームをバンプに接
触させる際にはカンチレバービームの先端に形成されて
いる針でバンプの側面を引っかくことになるためにバン
プの表面に形成された酸化膜を除去することができ、信
頼性の高い電気的な接続が可能となる。Further, when the cantilever beam is brought into contact with the bump, it is necessary to remove an oxide film formed on the surface of the bump because the side of the bump is scratched by a needle formed at the tip of the cantilever beam. And highly reliable electrical connection becomes possible.
【0012】すなわち、上記目的を達成するため、本発
明は次のように構成される。 (1)半導体デバイスの検査装置において、被検査体で
あるウエハ上のハンダバンプに接触する複数のカンチレ
バーと、上記複数のカンチレバーのそれぞれに形成され
る複数の針と、上記ウエハと上記カンチレバーとを押圧
する機構と、これらを内包する容器と、を備え、上記複
数のカンチレバーが互いに対向して形成され、カンチレ
バーに形成された上記針どうしが配線で接続されてい
る。That is, in order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. (1) In a semiconductor device inspection apparatus, a plurality of cantilevers in contact with solder bumps on a wafer to be inspected, a plurality of needles formed on each of the plurality of cantilevers, and pressing of the wafer and the cantilevers. A plurality of cantilevers are formed facing each other, and the needles formed on the cantilevers are connected by wires.
【0013】(2)好ましくは、上記(1)において、
上記複数のカンチレバーは、一つのハンダバンプに対し
て軸対称となるように形成されている。(2) Preferably, in the above (1),
The plurality of cantilevers are formed so as to be axially symmetric with respect to one solder bump.
【0014】(3)また、好ましくは、上記(1)又は
(2)において、上記カンチレバー及び針は、単結晶シ
リコンから構成される。(3) Preferably, in the above (1) or (2), the cantilever and the needle are made of single crystal silicon.
【0015】(4)また、好ましくは、上記(1)又は
(2)において、上記カンチレバー1つにつき針が複数
個形成されている。(4) Preferably, in the above (1) or (2), a plurality of needles are formed for each cantilever.
【0016】(5)また、チップ上にハンダバンプが形
成された半導体デバイスにおいて、ハンダバンプの側面
に鉛直方向に伸びるとともに、ハンダバンプの中心軸か
ら軸対称に複数の傷を有する。(5) In a semiconductor device having a solder bump formed on a chip, the solder bump extends vertically on a side surface of the solder bump and has a plurality of flaws symmetrically with respect to the center axis of the solder bump.
【0017】(6)また、半導体デバイスの検査方法に
おいて、複数のカンチレバーに形成された複数の針を、
被検査体であるウエハ上のハンダバンプに、押圧する工
程と、上記カンチレバー、上記針及び上記ハンダバンプ
を介して半導体デバイスにテストのための信号を入力す
る工程と、上記半導体デバイスから上記ハンダバンプ、
上記針及び上記カンチレバーを介して返送された電気信
号を解析し、半導体デバイスの良否判定を行う工程とを
備える。(6) In the method for inspecting a semiconductor device, a plurality of needles formed on a plurality of cantilevers may be replaced by
Pressing a solder bump on a wafer to be inspected, a step of inputting a signal for a test to a semiconductor device through the cantilever, the needle and the solder bump, and a step of:
Analyzing the electrical signal returned via the needle and the cantilever to determine the quality of the semiconductor device.
【0018】(7)また、半導体デバイスの製造方法に
おいて、ウエハ上に半導体素子、配線及び電極を形成す
る工程と、上記電極上にハンダバンプを形成する工程
と、複数のカンチレバーに形成された複数の針を、被検
査体である上記ウエハ上のハンダバンプに、押圧する工
程と、上記カンチレバー、上記針及び上記ハンダバンプ
を介して半導体デバイスにテストのための信号を入力す
る工程と、上記半導体デバイスから上記ハンダバンプ、
上記針及び上記カンチレバーを介して返送された電気信
号を解析し、半導体デバイスの良否判定を行う工程と、
上記良否判定により良と判定された半導体デバイスを選
別する工程とを備える。(7) In the method of manufacturing a semiconductor device, a step of forming a semiconductor element, a wiring, and an electrode on a wafer, a step of forming a solder bump on the electrode, and a step of forming a plurality of cantilevers formed on a plurality of cantilevers. A step of pressing a needle against a solder bump on the wafer as an object to be inspected; a step of inputting a signal for a test to a semiconductor device via the cantilever, the needle and the solder bump; and Solder bumps,
Analyzing the electrical signal returned via the needle and the cantilever, and performing a pass / fail determination of the semiconductor device,
Selecting a semiconductor device determined to be good by the quality judgment.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明におけ
る実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の
実施形態である半導体デバイスの検査装置1の概略断面
構造を示す図であり、図2は、図1に示した検査装置1
の動作説明図である。また、図3は、図1に示した検査
装置1の一部を省略した上面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a schematic cross-sectional structure of a semiconductor device inspection apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing the inspection apparatus 1 shown in FIG.
It is operation | movement explanatory drawing of FIG. FIG. 3 is a top view in which a part of the inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 is omitted.
【0020】図1に示した本発明の第1の実施形態で
は、検査装置1は、サセプタ5、プローブ基板6、基板
7、信号線出口8、容器9、押圧機構10を備える。ま
た、チップ11は、このチップ11の裏面(ハンダバン
プ12が接触する表面の反対側の面)がサセプタ5に接
するように配置され、押抑圧機構10によってプローブ
基板6とチップ11の表面に形成されたハンダバンプ1
2が押し付けられるようになっている。In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a susceptor 5, a probe substrate 6, a substrate 7, a signal line outlet 8, a container 9, and a pressing mechanism 10. The chip 11 is arranged such that the back surface of the chip 11 (the surface opposite to the surface with which the solder bump 12 contacts) is in contact with the susceptor 5, and is formed on the probe substrate 6 and the surface of the chip 11 by the pressing suppression mechanism 10. Solder bump 1
2 is pressed.
【0021】プローブ基板6にはカンチレバー14とこ
のカンチレバー14のチップ11側の面に形成された針
13が複数備えられている。そして、1つのハンダバン
プ12に対して一対のカンチレバー14と針13とが互
いに対向して設置されている。The probe substrate 6 is provided with a plurality of cantilevers 14 and needles 13 formed on the surface of the cantilever 14 on the chip 11 side. A pair of cantilevers 14 and needles 13 are provided so as to face one solder bump 12.
【0022】押圧機構10によりプローブ基板6がチッ
プ11の方向に押し付けられた場合にはカンチレバー1
4と針13はハンダバンプ12に対して以下に説明する
ような動作を行う。When the probe mechanism 6 is pressed in the direction of the chip 11 by the pressing mechanism 10, the cantilever 1
4 and the needle 13 perform the following operation on the solder bump 12.
【0023】まず、図2は、未だカンチレバー14がハ
ンダバンプ12に押し付けられていない状態を示す。こ
の場合にはカンチレバー14は、ほぼ平坦な形状であ
り、カンチレバー14あるいは針13はハンダバンプ1
2と弱く接触している。FIG. 2 shows a state where the cantilever 14 has not yet been pressed against the solder bump 12. In this case, the cantilever 14 has a substantially flat shape, and the cantilever 14 or the needle 13 is
Weak contact with 2.
【0024】ただし、ハンダバンプ12の高さばらつき
があるため、カンチレバー14とハンダバンプ12は接
触していないものもある。また、対向しているカンチレ
バーどうしは接触していないが、図3に示すように、互
いに対向するカンチレバー14どうしのすきまは小さく
ても良い。なお、この図3は、基板7、信号線出口8、
押圧機構10は省略して示すものである。However, since the height of the solder bumps 12 varies, the cantilever 14 and the solder bumps 12 may not be in contact with each other. Although the opposing cantilevers are not in contact with each other, the clearance between the opposing cantilevers 14 may be small as shown in FIG. FIG. 3 shows the circuit board 7, the signal line outlet 8,
The pressing mechanism 10 is not shown.
【0025】そして、カンチレバー14の先端部近傍に
形成されている針13はハンダバンプ12の回転対称軸
からずれた位置に存在しているために、針13はハンダ
バンプ12の側面に接触することになる。また、互いに
に対向するカンチレバー14どうしは配線15で結ばれ
電気的には導通した状態となっている。Since the needle 13 formed near the tip of the cantilever 14 is located at a position shifted from the rotational symmetry axis of the solder bump 12, the needle 13 comes into contact with the side surface of the solder bump 12. . The cantilevers 14 facing each other are connected by a wiring 15 and are in an electrically conductive state.
【0026】次に、プローブ基板6をチップ11方向に
押圧機構10によって押し付けると、図1に示すよう
に、カンチレバー14が曲げ変形し、それとともに針1
3はハンダバンプ12の表面を引っ掻きながら移動して
いく。Next, when the probe substrate 6 is pressed by the pressing mechanism 10 in the direction of the chip 11, the cantilever 14 is bent and deformed as shown in FIG.
3 moves while scratching the surface of the solder bump 12.
【0027】以上のように、本発明の第1の実施形態で
は、針13をハンダバンプ12に単に押し付ける場合と
比較して、ハンダバンプ12の表面層に存在する酸化膜
層を容易に破ることができるので、確実な導通が取れる
という利点がある。As described above, in the first embodiment of the present invention, the oxide film layer existing on the surface layer of the solder bump 12 can be easily broken as compared with the case where the needle 13 is simply pressed against the solder bump 12. Therefore, there is an advantage that reliable conduction can be obtained.
【0028】また、この第1の実施形態では、針13を
ハンダバンプ12に、単に上から押し付ける場合のよう
な、ハンダバンプ12に過大な力を作用することがない
ので、ハンダバンフ12がつぶれたりしないという利点
がある。In the first embodiment, since excessive force does not act on the solder bump 12 as in the case where the needle 13 is simply pressed onto the solder bump 12 from above, the solder bunf 12 does not collapse. There are advantages.
【0029】また、この第1の実施形態によれば、ハン
ダバンプ12の2カ所で導通を取ることから、ハンダバ
ンプ12の1カ所で導通を取る場合に比べて信頼性が増
すという利点がある。Further, according to the first embodiment, since conduction is established at two places of the solder bump 12, there is an advantage that reliability is increased as compared with the case where conduction is established at one place of the solder bump 12.
【0030】すなわち、従来の方法のように、1本の針
とカンチレバー14とで導通を取る場合には、その針の
損傷によってプローブ全体の交換を余儀なくされるが、
この第1の実施形態によれば、1本の針13あるいはカ
ンチレバー14が損傷した場合においても他方の針13
とカンチレバー14とで導通を取ることができるのでプ
ローブの交換の必要がない。That is, in the case where conduction is established between one needle and the cantilever 14 as in the conventional method, the entire probe must be replaced due to damage to the needle.
According to the first embodiment, even if one needle 13 or cantilever 14 is damaged, the other needle 13
The probe can be exchanged with the cantilever 14 so that the probe need not be replaced.
【0031】さらに、ハンダバンプ12に高さばらつき
がある場合においても、カンチレバー14が曲がってそ
のばらつきを吸収することが可能なので、高さの高いハ
ンダバンプ12でも容易に検査ができる利点がある。Furthermore, even when the solder bumps 12 have a variation in height, the cantilever 14 can bend and absorb the variation, so that there is an advantage that even the solder bumps 12 having a high height can be easily inspected.
【0032】また、カンチレバー14の交点、すなわち
ハンダバンプ12の軸中心となるべき位置からハンダバ
ンプ12が位置ずれした場合に、ハンダバンプ12を所
定の位置に戻すような力が働くという利点もある。Further, when the solder bump 12 is displaced from the intersection of the cantilevers 14, that is, the position to be the axis center of the solder bump 12, there is an advantage that a force acts to return the solder bump 12 to a predetermined position.
【0033】すなわち、ハンダバンプ12が位置ずれし
ている場合には、互いに対向しているカンチレバーに1
4に働く力に偏りができるため、ハンダバンプ12を本
来の軸中心位置に押し戻そうとする力が発生する。よっ
て、チップの位置合わせが不十分でハンダバンプ12が
位置ずれした場合においても、これを修正することがで
きる。That is, when the solder bumps 12 are misaligned, one cantilever is placed on the opposing cantilevers.
Since the force acting on the roller 4 is biased, a force is generated that pushes the solder bump 12 back to the original axial center position. Therefore, even when the solder bumps 12 are misaligned due to insufficient chip alignment, this can be corrected.
【0034】なお、カンチレバー14の材質は、コバル
ト合金、ニッケル合金、ステンレス合金等の耐熱性、耐
腐食性を有する金属を用いることができる。また、カン
チレバー14の材質としては、セラミックスを用い、そ
の表面に金属を蒸着したものでもよい。さらに、カンチ
レバー14の材質としては、耐熱性の樹脂や単結晶シリ
コンを用い、その表面に金属を蒸着したものでもよい。The material of the cantilever 14 can be a metal having heat resistance and corrosion resistance, such as a cobalt alloy, a nickel alloy, and a stainless steel alloy. Further, as the material of the cantilever 14, a material in which a metal is vapor-deposited on the surface of a ceramic may be used. Further, as the material of the cantilever 14, a heat-resistant resin or single-crystal silicon may be used, and a metal on the surface thereof may be deposited.
【0035】また、針13の材質は金属又は単結晶シリ
コンとすることができる。なお、針13の材質をシリコ
ンとする場合は、その表面を金属膜を形成し、ハンダバ
ンプ12と配線15とが針13を介して電気的に接続さ
れるように構成する。The material of the needle 13 can be metal or single crystal silicon. When silicon is used as the material of the needle 13, a metal film is formed on the surface of the needle 13 so that the solder bump 12 and the wiring 15 are electrically connected through the needle 13.
【0036】図4は、本発明の第2の実施形態の一部省
略上面図である。この第2の実施形態では1つのハンダ
バンプ12に対して4つのカンチレバー14が設けられ
た場合の例である。FIG. 4 is a partially omitted top view of the second embodiment of the present invention. The second embodiment is an example in which four cantilevers 14 are provided for one solder bump 12.
【0037】図4に示すように、互いに対向する一対の
カンチレバー14は、他の一対のカンチレバー14と、
互いに直交する方向に配置されている。この4本のカン
チレバー14からの配線15は電気的に導通した状態と
なっている。As shown in FIG. 4, a pair of cantilevers 14 opposed to each other is connected to another pair of cantilevers 14.
They are arranged in directions orthogonal to each other. The wires 15 from the four cantilevers 14 are in an electrically conductive state.
【0038】なお、他の構成については、上述した第1
の実施形態と同様であるので、図示及びその詳細な説明
は省略する。Note that other configurations are the same as those described in the first embodiment.
Since the embodiment is the same as that of the first embodiment, illustration and detailed description thereof are omitted.
【0039】上述した第2実施形態では第1の実施形態
で挙げた利点の他に、以下に述べるさらにいくつかの利
点を有する。The second embodiment has the following advantages in addition to the advantages of the first embodiment.
【0040】まず、4本のカンチレバー14の交点、す
なわちハンダバンプ12の軸中心となるべき位置からハ
ンダバンプ12が位置ずれした場合に、ハンダバンプ1
2を所定の位置に戻すような力が働くという利点があ
る。First, when the solder bump 12 is displaced from the intersection of the four cantilevers 14, that is, the position to be the axis center of the solder bump 12, the solder bump 1
There is an advantage that a force acts to return 2 to a predetermined position.
【0041】すなわち、ハンダバンプ12が位置ずれし
ている場合には、対向しているカンチレバー14に働く
力に偏りができるため、ハンダバンプ12を本来の軸中
心位置に押し戻そうとする力が発生する。よって、チッ
プ11の位置合わせが不十分でハンダバンプ12が位置
ずれした場合においても、自動的にこれを修正すること
ができる。さらに、4つのカンチレバー14がハンダバ
ンプ12と接触するので、冗長性がさらに増すという利
点がある。That is, when the solder bump 12 is displaced, the force acting on the opposing cantilever 14 is deviated, and a force is generated to push the solder bump 12 back to the original axial center position. . Therefore, even when the position of the solder bump 12 is displaced due to insufficient alignment of the chip 11, this can be automatically corrected. Further, since the four cantilevers 14 are in contact with the solder bumps 12, there is an advantage that redundancy is further increased.
【0042】なお、この第2の実施形態では4本のカン
チレバー14を設けたが、図5に示すように3本でも同
様な効果を有する。あるいはさらに多数のカンチレバー
14を配しても良い。Although four cantilevers 14 are provided in the second embodiment, three cantilevers 14 have the same effect as shown in FIG. Alternatively, more cantilevers 14 may be provided.
【0043】図6は、本発明の第3の実施形態の一部省
略上面図である。また、図7は、第3の実施形態にける
針13が形成されたカンチレバー14とハンダバンプ1
2の拡大平面図である。この第3の実施形態は、1つの
カンチレバー14に2つの針13を設けたものである。FIG. 6 is a partially omitted top view of the third embodiment of the present invention. FIG. 7 shows the cantilever 14 having the needle 13 formed therein and the solder bump 1 according to the third embodiment.
2 is an enlarged plan view of FIG. In the third embodiment, one cantilever 14 is provided with two needles 13.
【0044】この第3の実施形態では、1つのカンチレ
バー14上の離れた位置に2つの針13が存在し、これ
によってハンダバンプ12の側面を挟みながら引っ掻く
ことができるため、ハンダバンプ12表面の酸化膜を容
易に除去できる利点がある。さらに、ハンダバンプ12
の軸中心となるべき位置からハンダバンプ12が位置ず
れした場合に、ハンダバンプ12を所定の位置に戻すよ
うな力が働くため、位置ずれを起こした場合においても
自動的に修正することができる。In the third embodiment, the two needles 13 are located at positions separated from each other on one cantilever 14, and can be scratched while sandwiching the side surfaces of the solder bumps 12. There is an advantage that can be easily removed. Furthermore, solder bumps 12
When the solder bump 12 is displaced from a position that should be the axis center of the above, a force acts to return the solder bump 12 to a predetermined position, so that even if the displacement occurs, it can be automatically corrected.
【0045】また、この第3の実施形態では1つのカン
チレバー14上に2つの針13を配置したが、さらに多
数の針13を配置しても良い。なお、他の構成について
は、上述した第1の実施形態と同様であるので、図示及
びその詳細な説明は省略する。In the third embodiment, two needles 13 are arranged on one cantilever 14, but more needles 13 may be arranged. Note that other configurations are the same as those of the above-described first embodiment, and thus illustration and detailed description thereof are omitted.
【0046】図8は、本発明の第4の実施形態である半
導体デバイスの検査装置1の概略断面構造を示す図であ
る。この第4の実施形態では、カンチレバー14および
針13は、シリコン基板を加工したもので構成される。FIG. 8 is a view showing a schematic sectional structure of a semiconductor device inspection apparatus 1 according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the cantilever 14 and the needle 13 are formed by processing a silicon substrate.
【0047】すなわち、フォトリソグラフィーおよびエ
ッチングで加工するマイクロマシニングの技術を用いて
シリコン基板を加工し、寸法精度の良いカンチレバー1
4と針13を作成する。That is, a silicon substrate is processed using a micro-machining technique of processing by photolithography and etching, and a cantilever 1 having high dimensional accuracy is obtained.
4 and the needle 13 are created.
【0048】この第4の実施形態によれば、チップ11
とカンチレバー14との熱膨張係数が等しいため、温度
を上昇させた場合においても両者の位置関係がずれるこ
とがなく、正確なプロービングが行えるという利点があ
る。According to the fourth embodiment, the chip 11
Since the thermal expansion coefficient of the cantilever 14 is equal to that of the cantilever 14, there is an advantage that even when the temperature is increased, the positional relationship between the two does not shift and accurate probing can be performed.
【0049】また、半導体デバイスを製造する場合の精
度と同程度に高精度な加工が実現できることから、精度
の高いプロービングが行えるという利点がある。Further, since high-precision processing can be realized as high as the accuracy in manufacturing a semiconductor device, there is an advantage that high-precision probing can be performed.
【0050】図9は、本発明の第5の実施形態である半
導体デバイスの検査装置1の概略断面構造を示す図であ
る。この第5の実施形態は、第1の実施形態において互
いに対向していたカンチレバー14どうしの先端がつな
がって、両持ち梁16としたものである。そして、梁1
6の2カ所に針13が設けられ、ハンダバンプ12の側
面にこれらの針13が接触するようになっている。FIG. 9 is a view showing a schematic sectional structure of a semiconductor device inspection apparatus 1 according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the ends of the cantilevers 14 facing each other in the first embodiment are connected to form a doubly supported beam 16. And beam 1
6, the needles 13 are provided at two places, and these needles 13 come into contact with the side surfaces of the solder bumps 12.
【0051】上記構成において、プローブ基板6を抑圧
機構10によってチップ11方向に押し付けると、梁1
6が曲げ変形し、それとともに針13はハンダバンプ1
2の表面を引っ掻きながら移動していく。In the above configuration, when the probe substrate 6 is pressed toward the chip 11 by the suppression mechanism 10, the beam 1
6 is deformed by bending, and the needle 13 is connected to the solder bump 1
2 moves while scratching the surface.
【0052】したがって、この第5の実施形態では、針
13をハンダバンフ12に単に押し付ける場合と比較し
て、ハンダバンプ12の表面層に存在する酸化膜層を容
易に破ることができるので、確実な導通が取れるという
利点がある。なお、この第5の実施形態では、針13を
梁16上に2つ配置したが、2つ以上配置しても、同様
な効果が得られる。Therefore, in the fifth embodiment, the oxide film layer existing on the surface layer of the solder bump 12 can be easily broken as compared with the case where the needle 13 is simply pressed against the solder banff 12, so that reliable conduction can be achieved. There is an advantage that can be taken. In the fifth embodiment, two needles 13 are arranged on the beam 16, but the same effect can be obtained by arranging two or more needles.
【0053】図10は、本発明の第6の実施形態の一部
省略上面図である。この第6の実施形態では、互いに対
向する一対のカンチレバー14には、複数のハンダバン
プ12に接触するための複数の針13が形成されてい
る。FIG. 10 is a partially omitted top view of the sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, a plurality of needles 13 for contacting a plurality of solder bumps 12 are formed on a pair of cantilevers 14 facing each other.
【0054】この第6の実施形態においても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。In the sixth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0055】図11は、本発明の第7の実施形態の一部
省略上面図である。この第7の実施形態では、一つの両
持ち梁14に、複数のハンダバンプ12に接触するため
の複数の針13が形成されている。なお、図11におい
ては、ハンダバンプ12は両持ち梁14により見えない
部分に配置されているが、説明上の都合から、図示する
ものである。FIG. 11 is a partially omitted top view of the seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, a plurality of needles 13 for contacting a plurality of solder bumps 12 are formed on one doubly supported beam 14. In FIG. 11, the solder bumps 12 are arranged in a portion that cannot be seen by the doubly supported beams 14, but are shown for convenience of explanation.
【0056】この第7の実施形態においても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。In the seventh embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0057】図12は、本発明の第8の実施形態の一部
省略上面図である。この第8の実施形態では、ダイアフ
ラム14Aに、複数のハンダバンプ12に接触するため
の複数の針13が形成されている。なお、図12におい
ては、ハンダバンプ12はダイアフラム14Aにより見
えない部分に配置されているが、説明上の都合から、図
示するものである。FIG. 12 is a partially omitted top view of the eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, a plurality of needles 13 for contacting a plurality of solder bumps 12 are formed on a diaphragm 14A. In FIG. 12, the solder bumps 12 are arranged in a part that cannot be seen by the diaphragm 14A, but are shown for convenience of explanation.
【0058】この第8の実施形態においても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。In the eighth embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
【0059】図13は、本発明の半導体デバイスの検査
装置を用いて検査する工程を有する半導体デバイスの製
造方法の概略フローチャートである。図13のステップ
100において、ウエハ上に素子、配線、電極を形成す
る。次に、ステップ101において、ステップ100で
形成された電極にハンダバンプを形成する。そして、ス
テップ102において、ウエハを上述した本発明による
検査装置1の容器9内に装着する。FIG. 13 is a schematic flowchart of a method for manufacturing a semiconductor device having a step of performing inspection using the semiconductor device inspection apparatus of the present invention. In step 100 of FIG. 13, elements, wiring, and electrodes are formed on the wafer. Next, in step 101, solder bumps are formed on the electrodes formed in step 100. Then, in step 102, the wafer is mounted in the container 9 of the above-described inspection apparatus 1 according to the present invention.
【0060】次に、ステップ103において、押圧機構
10によりカンチレバー14の針13をハンダバンプ1
2の側面に押し付け、酸化膜層を破る(傷を付ける)。
そして、ステップ104において、カンチレバー14に
接続する配線15、針13を介してテストのための電気
信号を入力する。Next, in step 103, the needle 13 of the cantilever 14 is moved by the pressing mechanism 10 to the solder bump 1.
2 against the side surface to tear (scratch) the oxide film layer.
Then, in step 104, an electric signal for a test is input through the wiring 15 connected to the cantilever 14 and the needle 13.
【0061】続いて、ステップ105において、カンチ
レバー14に接続される配線15、針13を介してウエ
ハ上のチップから電気信号が返送される。そして、ステ
ップ106において、チップ検査装置で、返送された信
号を解析し、チップの良否判定を行う。次に、ステップ
107において、ダイシングによりウエハからチップを
切り出し、良品チップを選別する。Subsequently, in step 105, an electric signal is returned from the chip on the wafer via the wiring 15 and the needle 13 connected to the cantilever 14. Then, in step 106, the returned signal is analyzed by the chip inspection device, and the quality of the chip is determined. Next, in step 107, chips are cut out from the wafer by dicing, and non-defective chips are selected.
【0062】上述したように、本発明によれば、チップ
上のバンプに高さばらつきがある場合においても、煩雑
な作業を伴わず、かつハンダバンプをつぶすことなく、
確実にハンダバンプとチップ外のテスタとを電気的に接
続することが可能な半導体デバイスの検査装置を用いた
検査方法及びその検査方法を用いた半導体デバイスの製
造方法を実現することができる。As described above, according to the present invention, even when the bumps on the chip have a variation in height, there is no need for complicated work and without crushing the solder bumps.
An inspection method using a semiconductor device inspection apparatus capable of reliably electrically connecting a solder bump and a tester outside a chip and a semiconductor device manufacturing method using the inspection method can be realized.
【0063】なお、上述した製造方法により製造された
半導体デバイス又は上述した検査方法により検査された
半導体デバイスは、ハンダバンプの側面に鉛直方向に延
びる傷が形成されている。In the semiconductor device manufactured by the above-described manufacturing method or the semiconductor device inspected by the above-described inspection method, a scratch extending in the vertical direction is formed on a side surface of the solder bump.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明によれば、チップ上のバンプに高
さばらつきがある場合においても、煩雑な作業を伴わ
ず、かつハンダバンプをつぶすことなく、確実にハンダ
バンプとチップ外のテスタとを電気的に接続することが
可能な半導体デバイスの検査装置、検査方法、その検査
により検査された半導体デバイス及びその検査を用いた
半導体デバイスの製造方法を実現することができる。According to the present invention, even when the bumps on the chip have a variation in height, the solder bumps and the tester outside the chip can be reliably connected without complicated work and without crushing the solder bumps. It is possible to realize a semiconductor device inspection apparatus, an inspection method, a semiconductor device inspected by the inspection, and a semiconductor device manufacturing method using the inspection, which can be electrically connected.
【0065】また、ハンダバンプに酸化膜が厚く形成さ
れている場合においても、この酸化膜を破ることによっ
て電気的に確実な接続を得ることができる半導体デバイ
スの検査装置、検査方法、その検査により検査された半
導体デバイス及びその検査を用いた半導体デバイスの製
造方法を実現することができる。In addition, even when an oxide film is formed thick on the solder bump, a semiconductor device inspection apparatus, an inspection method, and an inspection method by which a reliable electrical connection can be obtained by breaking this oxide film. Semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device using the inspection thereof can be realized.
【0066】また、本発明によれば、針をハンダバンプ
にただ押し付ける場合のようにハンダバンプに鉛直方向
に過大な力が作用することがないので、ハンダバンプが
つぶれることがなく、ハンダバンプへの損傷を最小限に
できるという利点がある。Further, according to the present invention, an excessive force does not act on the solder bump in the vertical direction as in a case where the needle is simply pressed against the solder bump, so that the solder bump is not broken and the damage to the solder bump is minimized. There is an advantage that can be limited.
【0067】また、本発明によれば、2カ所で導通を取
ることから、1本で導通を取る場合に比べて信頼性が増
す利点がある。Further, according to the present invention, since conduction is performed at two locations, there is an advantage that reliability is increased as compared with the case where conduction is performed by one.
【図1】本発明の第1の実施形態である半導体デバイス
の検査装置の概略断面構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic sectional structure of a semiconductor device inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した検査装置の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the inspection apparatus shown in FIG.
【図3】図1に示した検査装置の一部を省略した上面図
である。FIG. 3 is a top view in which a part of the inspection apparatus shown in FIG. 1 is omitted.
【図4】本発明の第2の実施形態の一部省略上面図であ
る。FIG. 4 is a partially omitted top view of a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施形態における変形例を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施形態の一部省略上面図であ
る。FIG. 6 is a partially omitted top view of a third embodiment of the present invention.
【図7】第3の実施形態にける針が形成されたカンチレ
バーとハンダバンプの拡大平面図である。FIG. 7 is an enlarged plan view of a cantilever and a solder bump on which a needle according to a third embodiment is formed.
【図8】本発明の第4の実施形態である半導体デバイス
の検査装置の概略断面構造を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of a semiconductor device inspection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第5の実施形態である半導体デバイス
の検査装置の概略断面構造を示す図である。FIG. 9 is a view showing a schematic cross-sectional structure of a semiconductor device inspection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第6の実施形態の一部省略上面図で
ある。FIG. 10 is a partially omitted top view of a sixth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第7の実施形態の一部省略上面図で
ある。FIG. 11 is a partially omitted top view of a seventh embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第8の実施形態の一部省略上面図で
ある。FIG. 12 is a partially omitted top view of the eighth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の半導体デバイスの検査装置を用いて
検査する工程を有する半導体デバイスの製造方法の概略
フローチャートである。FIG. 13 is a schematic flowchart of a method of manufacturing a semiconductor device having a step of performing inspection using the semiconductor device inspection apparatus of the present invention.
1 検査装置 4 信号線 5 サセプタ 6 プローブ基板 7 基板 8 信号線出口 9 容器 10 押圧機構 11 チップ 12 ハンダバンプ 13 針 14 カンチレバー 14A ダイアフラム 15 配線 16 梁 Reference Signs List 1 inspection device 4 signal line 5 susceptor 6 probe substrate 7 substrate 8 signal line outlet 9 container 10 pressing mechanism 11 chip 12 solder bump 13 needle 14 cantilever 14A diaphragm 15 wiring 16 beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 英生 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 有賀 昭彦 東京都小平市上水本町五丁目20番地1号 株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者 伴 直人 東京都小平市上水本町五丁目20番地1号 株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者 本山 康博 東京都小平市上水本町五丁目20番地1号 株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者 青木 英之 東京都小平市上水本町五丁目20番地1号 株式会社日立製作所半導体事業本部内 Fターム(参考) 2G003 AA07 AA10 AC01 AF06 AG03 AG12 AG20 AH07 2G011 AA02 AA16 AB01 AC06 AC14 AE03 AF01 2G032 AA00 AB02 AB13 AF02 AG01 AK01 AL03 4M106 AA01 AD08 AD09 AD26 CA70 DD03 DD09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Miura 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratories, Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Semiconductor Business Headquarters (72) Inventor Naoto Ban 5--20-1, Kamizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Semiconductor Business Headquarters (72) Inventor Yasuhiro Motoyama Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo 5-20-1, Hitachi Semiconductor Company Headquarters (72) Inventor Hideyuki Aoki 5-20-1, Kamimizu Honmachi, Kodaira City, Tokyo F-term, Hitachi Semiconductor Company Headquarters F-term (reference) 2G003 AA07 AA10 AC01 AF06 AG03 AG12 AG20 AH07 2G011 AA02 AA16 AB01 AC06 AC14 AE03 AF01 2G032 AA00 AB02 AB13 AF02 AG01 AK01 AL03 4M106 AA01 A D08 AD09 AD26 CA70 DD03 DD09
Claims (7)
のカンチレバーと、 上記複数のカンチレバーのそれぞれに形成される複数の
針と、 上記ウエハと上記カンチレバーとを押圧する機構と、 これらを内包する容器と、 を備え、上記複数のカンチレバーが互いに対向して形成
され、カンチレバーに形成された上記針どうしが配線で
接続されていることを特徴とする半導体デバイスの検査
装置。1. A semiconductor device inspection apparatus, comprising: a plurality of cantilevers that are in contact with solder bumps on a wafer to be inspected; a plurality of needles formed on each of the plurality of cantilevers; Wherein the plurality of cantilevers are formed so as to face each other, and the needles formed on the cantilevers are connected by wiring. Inspection equipment.
において、上記複数のカンチレバーは、一つのハンダバ
ンプに対して軸対称となるように形成されていることを
特徴とする半導体デバイスの検査装置。2. A semiconductor device inspection apparatus according to claim 1, wherein said plurality of cantilevers are formed so as to be axially symmetric with respect to one solder bump.
査装置において、上記カンチレバー及び針は、単結晶シ
リコンから構成されることを特徴とする半導体デバイス
の検査装置。3. The semiconductor device inspection apparatus according to claim 1, wherein the cantilever and the needle are made of single crystal silicon.
査装置において、上記カンチレバー1つにつき針が複数
個形成されていることを特徴とする半導体デバイスの検
査装置。4. The apparatus for inspecting a semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of needles are formed for each cantilever.
体デバイスにおいて、ハンダバンプの側面に鉛直方向に
伸びるとともに、ハンダバンプの中心軸から軸対称に複
数の傷を有することを特徴とする半導体デバイス。5. A semiconductor device having a solder bump formed on a chip, wherein the semiconductor device has a plurality of flaws extending in a vertical direction on a side surface of the solder bump and axially symmetric with respect to a center axis of the solder bump.
であるウエハ上のハンダバンプに、押圧する工程と、 上記カンチレバー、上記針及び上記ハンダバンプを介し
て半導体デバイスにテストのための信号を入力する工程
と、 上記半導体デバイスから上記ハンダバンプ、上記針及び
上記カンチレバーを介して返送された電気信号を解析
し、半導体デバイスの良否判定を行う工程と、 を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査方法。6. A method for inspecting a semiconductor device, comprising: a step of pressing a plurality of needles formed on a plurality of cantilevers against solder bumps on a wafer to be inspected; and a step of pressing the plurality of needles via the cantilevers, the needles and the solder bumps. Analyzing the electrical signal returned from the semiconductor device via the solder bumps, the stylus and the cantilever, and performing a pass / fail determination of the semiconductor device. A method for inspecting a semiconductor device, comprising:
と、 上記電極上にハンダバンプを形成する工程と、 複数のカンチレバーに形成された複数の針を、被検査体
である上記ウエハ上のハンダバンプに、押圧する工程
と、 上記カンチレバー、上記針及び上記ハンダバンプを介し
て半導体デバイスにテストのための信号を入力する工程
と、 上記半導体デバイスから上記ハンダバンプ、上記針及び
上記カンチレバーを介して返送された電気信号を解析
し、半導体デバイスの良否判定を行う工程と、 上記良否判定により良と判定された半導体デバイスを選
別する工程と、 を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。7. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a semiconductor element, a wiring and an electrode on a wafer; a step of forming a solder bump on the electrode; and a step of forming a plurality of needles formed on a plurality of cantilevers. Pressing a solder bump on the wafer as an object to be inspected; inputting a test signal to a semiconductor device via the cantilever, the needle and the solder bump; and Analyzing the electric signal returned via the stylus and the cantilever and performing a pass / fail judgment on the semiconductor device; and a step of selecting the semiconductor device judged to be good by the pass / fail judgment. A method for manufacturing a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11068683A JP2000266806A (en) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | Device and method for inspecting semiconductor device, semiconductor device, and manufacture thereof |
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JP11068683A JP2000266806A (en) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | Device and method for inspecting semiconductor device, semiconductor device, and manufacture thereof |
Publications (1)
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---|---|
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ID=13380791
Family Applications (1)
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JP11068683A Pending JP2000266806A (en) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | Device and method for inspecting semiconductor device, semiconductor device, and manufacture thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175572A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Canon Machinery Inc | Measuring probe |
-
1999
- 1999-03-15 JP JP11068683A patent/JP2000266806A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008175572A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Canon Machinery Inc | Measuring probe |
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