JP2003133376A - 半導体装置の検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置と検査用のプローブカードとの位
置合わせが正確にでき、信頼性の高い検査が行える半導
体装置の検査装置および検査方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ１０２を載置して固定する
ステージ１０１と、ステージ１０１を駆動する駆動部１
２４と、半導体装置１０３上に形成された外部接続用電
極１０５と電気的に接続して電気的導通を得るプローブ
針１１３を設置したプローブカード１００とを有する。
さらに、半導体装置１０３上に形成された光反射部１０
４に光を照射する光導波部１１２ａと、光反射部１０４
から反射した反射光１３２の強度を測定する測定部１２
５とを有する。そして、この測定の結果と基準値との大
小関係を判断し、その判断の結果に基づき駆動部１２４
を制御して半導体装置１０３を移動させる制御部１２１
とを有する。

Description

【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１
２４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×６４
μｍ、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１
０３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１
０３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
行う工程とを有する。

【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１０
０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１
１５ａによって光電変換器１２２、１２３と、導電線１
１５ｂ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〜Ｓ
３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１３
２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１
１６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１１５
ｂ、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１３
３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１
１２ａ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１
４１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１１２
ａ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１
１２ｂ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１３
３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１
１２ｂ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１
４１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１０
５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

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AA10 AB01 AG04 AG12 AH02 2G011 AA17 AC01 AC02 AC06 AC14 AE03 2G132 AA00 AB01 AD01 AE22 AF02 AF06 AF14 AH07 AL03 4M106 AA01 BA01 DD05 DD13 DJ07 DJ18 DJ20 DJ21

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   る制御手段とを有する半導体装置の検査装置。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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とを有することを特徴とする
   半導体装置の検査方法。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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
    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とを
    有することを特徴とする半導体装置の検査方法。