JP2004093248A - Electrode needle, probe card, probe device, probe testing method, semiconductor device, and its manufacturing method - Google Patents

Electrode needle, probe card, probe device, probe testing method, semiconductor device, and its manufacturing method Download PDF

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JP2004093248A JP2002252696A JP2002252696A JP2004093248A JP 2004093248 A JP2004093248 A JP 2004093248A JP 2002252696 A JP2002252696 A JP 2002252696A JP 2002252696 A JP2002252696 A JP 2002252696A JP 2004093248 A JP2004093248 A JP 2004093248A
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pad
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Shogo Inaba
稲葉 正吾
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode needle capable of being sensed easily and certainly in the event of out of contacting when the needle is contacted with an electrode, a pad, or a bump. <P>SOLUTION: The electrode needle is to inspect the electric characteristics in the semiconductor manufacturing process in such a manner that it is contacted with the electrode, pad or bump, and is equipped with a needle 20 and a pressure sensor 19 to sense the pressure applied to the needle when it is contacted with the electrode, pad or bump. From the pressure sensed by the sensor 19, a control part judges whether the electrode needle 20 is in contact with the electrode, pad or bump. Thereby sensing can be made whether a pressure is applied to the needle 20, and it is possible to know whether the electrode needle 20 is in contact with the pad etc. easily and certainly. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針、それを備えたプローブカード、プローブ装置、半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程で半導体ウエハ上に多数のICチップを形成した場合には、その半導体ウエハのまま個々のICチップについて様々な特性を測定するための電気的特性検査を行い、不良品をスクリーニングするようにしている。そして、この検査には通常、プローブ装置が用いられている。このプローブ装置は半導体ウエハ上の個々のICチップが有する電極パッドにプローブカードのプローブ針(電極針)を接触させ、プローブ針から所定の電圧を印加することにより各ICチップの導通試験などの電気的検査を行って個々のICチップが電気的特性を有するか否かをテスタを介して試験する装置である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造工程においてはパッドやバンプに電極針を当てることが多々ある。そのとき、パッド等にきちんと針が当たっていないと、その特性がきちんと測定できない。長尺チップの測定、多点同時測定、針を当てにくいパッド形状のものでの測定などを行うときに、パッドへの針当たり不良を起こし易い。
【0004】
従来、ICチップの電極パッドにプローブカードのプローブ針を当てた際、すべてのプローブ針が電極パッドに接触しているか否かについては人の目で確認するか、又はプローブ針の一番端に設けた検知針で確認していた。
【0005】
しかしながら、人の目で確認すると、確認に時間がかかり、また接触していないプローブ針を見落とすことがある。また、検知針で確認する場合は、検知針から離れた場所のプローブ針の非接触を確認できないことがある。
【0006】
このようにプローブ針を使用していくうちに該プローブ針の先端が削られ、針の高さが変化していくことに起因して、電極パッドに接触しないプローブ針が発生しても、上述した確認方法では非接触のプローブ針を完全に検知することが困難であった。その結果、本来なら良品チップと判断すべきものが非接触のプローブ針により不良チップと判断されることがあった。
【0007】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、電極針を電極、パッド又はバンプに接触させた際、非接触の電極針を容易に且つより確実に検知できる電極針、プローブカード、プローブ装置、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電極針は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
を具備することを特徴とする。
【0009】
上記電極針によれば、針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構を具備することにより、針に圧力が加えられているか否かを検知することができる。それにより、電極針に対してパッド等と接触しているか否かを容易に且つより確実に検知することができる。このため、従来技術のように本来良品と判定すべきものを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【0010】
また、本発明に係る電極針においては、前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことも可能である。
【0011】
本発明に係る電極針は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
を具備することを特徴とする。
【0012】
上記電極針によれば、反射ミラー、レーザー発射装置、光検知器を具備しているため、針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に該針が撓むことにより、反射ミラーの反射角度が変わり、光検知器で反射ミラーから反射したレーザー光を検知することができたりできなかったりする。したがって、光検知器でレーザー光を検知した場合は、針がパッド等と接触していると判定し、光検知器でレーザー光を検知できない場合は、針がパッド等と接触していないと判定できる。また、その逆の判定でも良い。よって、電極針に対してパッド等と接触しているか否かを容易に且つより確実に検知することができる。このため、従来技術のように本来良品と判定すべきものを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【0013】
また、本発明に係る電極針においては、前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことも可能である。
【0014】
本発明に係る半導体装置は、請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする。
【0015】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする。
【0016】
本発明に係るプローブカードは、半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とする。
【0017】
本発明に係るプローブカードは、半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とする。
【0018】
本発明に係るプローブ装置は、請求項7又は8に記載のプローブカードを有することを特徴とする。
【0019】
本発明に係るプローブ試験方法は、請求項7に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのICチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた際に、針に加えられる圧力を圧力検知機構で検知し、
この検知された圧力から電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とする。
【0020】
本発明に係るプローブ試験方法は、請求項8に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのICチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた状態で、レーザー発射装置からレーザー光を反射ミラーに照射し、反射ミラーから反射したレーザー光を光検知器で検知するか否かにより、電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とする。
【0021】
本発明に係る半導体装置は、請求項7又は8に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする。
【0022】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項7又は8に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明に係る第1の実施の形態による電極針は、プローブ針として例えばプローブ装置に適用するものである。なお、電極針は、プローブ針に限定されるものではなく、半導体製造工程で電極に接触させるための針であればプローブ針以外の針も含むものである。
【0024】
プローブ装置は、半導体ウエハ上のICチップに電圧を印加する試料用電源やICチップからの出力を測定部に取り込むための入力部などからなるピンエレクトロニクスを有するテストヘッドと、ICチップ上の所定の電極パッドに接触させるプローブ針を有するプローブカードと、テストヘッドとプローブ針とを電気的に接続させるためのポゴピンを有する接続リングとを備えている。そして、このようなプローブ装置には必要に応じてリニアマザーボードやパーフォーマンスボード等の中継基板が設けられ、これらの中継基板によりプローブカードとテスタを電気的に接続するようにしている。
【0025】
図1は、本発明に係る第1の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図である。図2(a)は、図1に示す電極針を適用したプローブカードを示す概略平面図であり、図2(b)は、図2(a)に示す2b−2b線に沿った断面図である。
【0026】
図2(a),(b)に示すように、プローブカードは、例えばメモリデバイスなどの半導体ウエハ11におけるICチップ12を測定することが可能なものである。プローブカードは、表面及び内部にプリント配線が設けられたプローブカード基板13を有している。このプローブカード基板13にはその中央部に基板開口エリア13aが設けられている。
【0027】
プローブカード基板13の外周にはテスタ接続端子エリア14が設けられており、このテスタ接続端子エリア14にはテスタ接続端子15が配置されている。また、プローブカード基板13の上面側には基板開口エリア13aの周辺に合わせて放熱補強板16が設けられている。この放熱補強板16は、高温環境下での電気的特性試験の際、基板13の放熱を促進し撓みを抑えるものである。なお、この放熱補強板16を有するプローブカードに本発明を適用しているが、放熱補強板を有しないプローブカードに本発明を適用することも可能である。
【0028】
プローブカード基板13の下面側には前記基板開口エリア13aの周辺に合わせてプローブ針固定用のモールド樹脂からなる固定リング17が配置されている。さらに、前記プローブカード基板13の下面側には、図2(b)に示すように、複数のプローブ針18が固定リング17の周囲に沿って固定されており、その固定された基端が前記プリント配線に接続されている。プリント配線は例えばジャンパー配線(図示せず)を介してテスタ接続端子15に接続されている。
【0029】
図1に示すように、各々のプローブ針18には圧力センサー19が配置されており、この圧力センサー19には電極針20が配置されている。電極針20の基端は圧力センサー19の圧力検知部(図示せず)に接続されており、この圧力検知部によって電極針20がパッドやバンプなどに接触したのか否かを検知することが可能となっている。即ち、一つ一つの電極針20が圧力センサー19を備えており、この圧力センサー19はパッドやバンプなどに接触したのか否かの検査機能を内蔵している。また、圧力センサー19と電極針20の先端との間には電極針20をガイドするガイド部21が設けられている。このガイド部21によって電極針20が矢印22のように上下に動くようになっている。圧力センサー19は図示せぬ制御部に電気的に接続されており、この制御部は後述するような制御を行うものである。
【0030】
プローブカードによって実際に電気的特性試験を行う場合には、図2(b)に示すように、チャックテーブル23の上に半導体ウエハ11を保持し、プローブ針18の先端をウエハ11のICチップ12の各電極パッドに導き、プローブカード13に所定圧力をかけてプローブ針の先端(電極針20の先端)を電極パッドやバンプに押圧する。この際、電極パッドやバンプに当たっている電極針と当たっていない電極針とでは圧力センサー19によって検知される圧力が異なるため、圧力センサーによって電極パッドやバンプに当たっていない電極針を検知することができる。即ち、圧力センサーにおいて各々の電極針に加えられている圧力を針圧信号に変換し、この針圧信号が制御部に送られ、この制御部で該針圧信号が基準値と比較され、その比較結果により非接触の電極針を検知することができる。なお、基準値は、電極針が適正に接触している最小の圧力に相当するものである。
【0031】
そして、当たっていない電極針を検知した場合は、プローブカードに更なるオーバードライブをかけて全てのプローブ針が当たっていることを確認する。この結果、プローブ針の先端と電極パッド等との接触が良好に行われると、ICチップ12の電気的特性試験を行う。なお、上記オーバードライブをかけても当たっていない電極針を検知する場合は、プローブカードのプローブ針の調整を行い、その後、再び上述したような電気的特性試験を行う。
【0032】
また、上記プローブ針18に次のような付加的構成を加えることも可能である。ガイド部21の内部又はガイド部21と圧力センサー19との間の電極針20にバネ(図示せず)を配置し、電極針20をパッドやバンプなどに押し当てた際にバネによって電極針20に弾力性を持たせ、該電極針へのダメージを低減するものとする。
【0033】
上記第1の実施の形態によれば、電極針20の基端に圧力センサー19を配置することにより、すべての電極針20に対してパッド等と接触しているか否かを検知することができる。このため、電極針の接触と非接触を自動的に判定することができ、従来技術のように本来良品と判定すべきICチップを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、不良チップを減少させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【0034】
また、前記電極針20を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。また、前記プローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。
【0035】
図3(a)は、本発明に係る第2の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図である。この電極針は、電極、パッド、バンプなどに接触したのか否かを検知する機能を有している。
【0036】
電極針30には反射ミラー31が配置されている。また、電極針30には、反射ミラー31にレーザー光33を照射するレーザー発射装置32が配置されており、反射ミラー31から反射されたレーザー光34を受光して検知する光検知器35が配置されている。光検知器35は図示せぬ制御部に電気的に接続されており、この制御部は後述するような制御を行うものである。
【0037】
反射ミラー31とレーザー発射装置32と光検知器35の位置関係は次の通りである。電極針30が電極、パッド、バンプなどに接触していないときは、レーザー発射装置32から反射ミラー31にレーザー光33を照射し、反射ミラー31から反射されたレーザー光34aが光検知器35で検知されないような位置に各々が配置されている。また、電極針30が電極、パッド、バンプなどに適正な圧力で接触しているときは、レーザー発射装置32から反射ミラー31にレーザー光33を照射し、反射ミラー31から反射されたレーザー光34が光検知器35で検知されるような位置に各々が配置されている。
【0038】
このように反射ミラー31、レーザー発射装置32、光検知器35を配置しているため、電極針30を電極、パッド、バンプなどに接触させた際に該電極針30が撓むことにより、反射ミラーの反射角度が変わり、光検知器35でレーザー光34を検出することができる。したがって、光検知器35でレーザー光を検知した場合は、検知信号が制御部に送られ、この制御部において電極針30がパッド等と接触していると判定する。また、光検知器35でレーザー光を検知できない場合は、検知信号が制御部に送られないので、制御部において電極針30がパッド等と接触していないと判定する。このため、電極針の接触と非接触を自動的に判定することができ、従来技術のように本来良品と判定すべきICチップを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、不良チップを減少させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【0039】
上記電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。また、図2に示すプローブカードのプローブ針に上記電極針を形成することも可能である。また、このようなプローブカードを有するプローブ装置を用いてプローブ試験を行うことも可能である。また、このようなプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。
【0040】
図3(b)は、図3(a)に示す電極針の変形例を示す構成図であり、図3(a)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【0041】
反射ミラー31とレーザー発射装置32と光検知器35の位置関係は次の通りである。電極針30が電極、パッド、バンプなどに接触していないときは、レーザー発射装置32から反射ミラー31にレーザー光33を照射し、反射ミラー31から反射されたレーザー光44aが光検知器35で検知されるような位置に各々が配置されている。また、電極針30が電極、パッド、バンプなどに適正な圧力で接触しているときは、レーザー発射装置32から反射ミラー31にレーザー光33を照射し、反射ミラー31から反射されたレーザー光44が光検知器35で検知されないような位置に各々が配置されている。
【0042】
このように反射ミラー31、レーザー発射装置32、光検知器35を配置しているため、電極針30を電極、パッド、バンプなどに接触させた際に該電極針30が撓むことにより、光検知器35でレーザー光34を検出しないようになる。したがって、光検知器35でレーザー光を検出しなかった場合は電極針30がパッド等と接触していると判定でき、光検知器35でレーザー光を検出した場合は電極針がパッド等と接触していないと判定することができる。このため、第2の実施の形態と同様の作用効果を奏することとなり、不良チップを減少させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【0043】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電極針を電極、パッド又はバンプに接触させた際、非接触の電極針を容易に且つより確実に検知できる電極針、プローブカード、プローブ装置、半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図である。
【図2】(a)は、図1に示す電極針を適用したプローブカードを示す概略平面図であり、(b)は、(a)に示す2b−2b線に沿った断面図である。
【図3】(a)は、本発明に係る第2の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図であり、(b)は、(a)に示す電極針の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
11…半導体ウエハ        12…ICチップ
13…プローブカード基板     13a…基板開口エリア
14…テスタ接続端子エリア    15…テスタ接続端子
16…放熱補強板         17…固定リング
18…プローブ針         19…圧力センサー
20,30…電極針        21…ガイド部
22…矢印            23…チャックテーブル
31…反射ミラー         32…レーザー発射装置
33,34,34a,44,44a…レーザー光
35…光検知器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode needle for contacting an electrode, a pad or a bump in a semiconductor manufacturing process to perform an electrical characteristic test, a probe card including the needle, a probe device, a semiconductor device, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
When a large number of IC chips are formed on a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process, an electrical characteristic test for measuring various characteristics of each IC chip as it is on the semiconductor wafer is performed to screen for defective products. I have to. A probe device is usually used for this inspection. In this probe device, a probe needle (electrode needle) of a probe card is brought into contact with an electrode pad of each IC chip on a semiconductor wafer, and a predetermined voltage is applied from the probe needle to make an electrical test such as a continuity test of each IC chip. This is a device for performing a physical inspection and testing whether or not each IC chip has electrical characteristics via a tester.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a semiconductor manufacturing process, an electrode needle is often applied to a pad or a bump. At that time, if the needle does not properly touch the pad or the like, its characteristics cannot be measured properly. When performing measurement of a long chip, simultaneous measurement at multiple points, measurement with a pad shape that is difficult to touch with a needle, etc., it is easy to cause needle contact failure on the pad.
[0004]
Conventionally, when the probe needle of the probe card is applied to the electrode pad of the IC chip, whether or not all the probe needles are in contact with the electrode pad is confirmed by the eyes of the human eye, or at the end of the probe needle. It was confirmed by the provided detection needle.
[0005]
However, if it is confirmed by human eyes, it takes a long time to confirm, and a probe needle that is not in contact may be overlooked. Also, when checking with a detection needle, non-contact of a probe needle at a location away from the detection needle may not be confirmed.
[0006]
While the probe needle is used in this way, the tip of the probe needle is shaved and the height of the needle changes, so that even if a probe needle that does not contact the electrode pad occurs, It was difficult to completely detect a non-contact probe needle by the above confirmation method. As a result, what should otherwise be determined to be a good chip may be determined to be a defective chip by a non-contact probe needle.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to make it possible to easily and more reliably detect a non-contact electrode needle when the electrode needle is brought into contact with an electrode, a pad or a bump. An object of the present invention is to provide an electrode needle, a probe card, a probe device, a semiconductor device, and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an electrode needle according to the present invention is an electrode needle for performing an electrical characteristic test by contacting an electrode, a pad or a bump in a semiconductor manufacturing process,
With a needle,
When the needle is brought into contact with an electrode, a pad or a bump, a pressure detection mechanism that detects pressure applied to the needle,
It is characterized by having.
[0009]
According to the above-mentioned electrode needle, it is possible to detect whether or not pressure is applied to the needle by providing the pressure detection mechanism for detecting the pressure applied to the needle. This makes it possible to easily and more reliably detect whether or not the electrode needle is in contact with a pad or the like. For this reason, it is possible to prevent a product that should be originally determined to be a good product from being determined to be a defective product due to a needle contact failure as in the related art. As a result, the yield can be improved.
[0010]
The electrode needle according to the present invention may further include a control unit that determines whether or not the electrode needle is in contact with an electrode, a pad, or a bump based on the pressure detected by the pressure detection mechanism.
[0011]
The electrode needle according to the present invention is an electrode needle for performing an electrical property test by contacting an electrode, a pad or a bump in a semiconductor manufacturing process,
With a needle,
A reflecting mirror formed on the needle;
A laser emitting device that irradiates the reflecting mirror with laser light,
A light detector that detects the laser light reflected from the reflecting mirror,
It is characterized by having.
[0012]
According to the above-mentioned electrode needle, a reflection mirror, a laser emitting device, and a photodetector are provided, so that when the needle is brought into contact with an electrode, a pad or a bump, the needle bends, so that the reflection angle of the reflection mirror is increased. Is changed, and the laser light reflected from the reflection mirror can or cannot be detected by the light detector. Therefore, if the laser beam is detected by the photodetector, it is determined that the needle is in contact with the pad, etc., and if the laser beam is not detected by the photodetector, it is determined that the needle is not in contact with the pad, etc. it can. Alternatively, the reverse determination may be made. Therefore, it is possible to easily and more reliably detect whether or not the electrode needle is in contact with the pad or the like. For this reason, it is possible to prevent a product that should be originally determined to be a good product from being determined to be a defective product due to a needle contact failure as in the related art. As a result, the yield can be improved.
[0013]
In addition, the electrode needle according to the present invention may further include a control unit that determines whether the electrode needle is in contact with an electrode, a pad, or a bump based on whether the light detector detects laser light. It is possible.
[0014]
A semiconductor device according to the present invention is manufactured through a step of inspecting an electrical characteristic of a wafer using the electrode needle according to any one of claims 1 to 4.
[0015]
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of inspecting an electrical characteristic of a wafer using the electrode needle according to any one of claims 1 to 4.
[0016]
The probe card according to the present invention is a probe card for performing a probe test on a semiconductor wafer,
A probe card board,
An electrode needle disposed on the probe card board;
With
The electrode needle is
With a needle,
When the needle is brought into contact with an electrode, a pad or a bump, a pressure detection mechanism that detects pressure applied to the needle,
A control unit that determines whether the electrode needle is in contact with the electrode, pad, or bump from the pressure detected by the pressure detection mechanism,
It is characterized by having.
[0017]
The probe card according to the present invention is a probe card for performing a probe test on a semiconductor wafer,
A probe card board,
An electrode needle disposed on the probe card board;
With
The electrode needle is
With a needle,
A reflecting mirror formed on the needle;
A laser emitting device that irradiates the reflecting mirror with laser light,
A light detector that detects the laser light reflected from the reflecting mirror,
A controller that determines whether or not the electrode needle is in contact with the electrode, pad or bump by detecting whether or not to detect laser light with the photodetector,
It is characterized by having.
[0018]
A probe device according to the present invention has the probe card according to claim 7 or 8.
[0019]
A probe test method according to the present invention is a method for performing a probe test using the probe card according to claim 7,
The electrode needle of the probe card is pressed into contact with each pad of the IC chip on the wafer,
When this contact is made, the pressure applied to the needle is detected by the pressure detection mechanism,
The control unit determines whether the electrode needle is in contact with each pad from the detected pressure,
A probe test is performed after confirming that all electrode needles are in contact with each pad.
[0020]
A probe test method according to the present invention is a method for performing a probe test using the probe card according to claim 8,
The electrode needle of the probe card is pressed into contact with each pad of the IC chip on the wafer,
In this state of contact, the laser emitting device irradiates the reflecting mirror with laser light, and the laser light reflected from the reflecting mirror is detected by the photodetector. Is determined by the control unit,
A probe test is performed after confirming that all electrode needles are in contact with each pad.
[0021]
A semiconductor device according to the present invention is manufactured through a step of performing an electrical characteristic inspection of a wafer using the probe card according to claim 7 or 8.
[0022]
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of performing an electrical characteristic test on a wafer using the probe card according to claim 7 or 8.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The electrode needle according to the first embodiment of the present invention is applied to, for example, a probe device as a probe needle. Note that the electrode needle is not limited to the probe needle, and includes a needle other than the probe needle as long as it is a needle for contacting the electrode in the semiconductor manufacturing process.
[0024]
The probe device has a test head having pin electronics including a sample power supply for applying a voltage to an IC chip on a semiconductor wafer and an input unit for taking an output from the IC chip into a measuring unit, and a predetermined head on the IC chip. A probe card having a probe needle to be brought into contact with the electrode pad, and a connection ring having a pogo pin for electrically connecting the test head to the probe needle are provided. A relay board such as a linear motherboard or a performance board is provided in such a probe device as necessary, and the probe card and the tester are electrically connected by these relay boards.
[0025]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an electrode needle according to a first embodiment of the present invention. 2A is a schematic plan view showing a probe card to which the electrode needle shown in FIG. 1 is applied, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2b-2b shown in FIG. is there.
[0026]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the probe card is capable of measuring an IC chip 12 on a semiconductor wafer 11 such as a memory device. The probe card has a probe card substrate 13 provided with printed wiring on the surface and inside. The probe card substrate 13 has a substrate opening area 13a at the center thereof.
[0027]
A tester connection terminal area 14 is provided on the outer periphery of the probe card substrate 13, and a tester connection terminal 15 is arranged in the tester connection terminal area 14. Further, on the upper surface side of the probe card substrate 13, a heat radiation reinforcing plate 16 is provided in accordance with the periphery of the substrate opening area 13a. The heat radiation reinforcing plate 16 promotes heat radiation of the substrate 13 and suppresses bending thereof during an electrical characteristic test in a high temperature environment. Although the present invention is applied to the probe card having the heat dissipation reinforcing plate 16, the present invention can be applied to a probe card having no heat dissipation reinforcing plate.
[0028]
On the lower surface side of the probe card substrate 13, a fixing ring 17 made of a molding resin for fixing the probe needles is arranged along the periphery of the substrate opening area 13a. Further, on the lower surface side of the probe card substrate 13, a plurality of probe needles 18 are fixed along the periphery of the fixing ring 17, as shown in FIG. 2 (b). Connected to printed wiring. The printed wiring is connected to the tester connection terminal 15 via, for example, a jumper wiring (not shown).
[0029]
As shown in FIG. 1, a pressure sensor 19 is disposed on each probe needle 18, and an electrode needle 20 is disposed on the pressure sensor 19. The base end of the electrode needle 20 is connected to a pressure detection unit (not shown) of the pressure sensor 19, and the pressure detection unit can detect whether the electrode needle 20 has contacted a pad, a bump, or the like. It has become. That is, each of the electrode needles 20 has a pressure sensor 19, and the pressure sensor 19 has a built-in function for checking whether or not it has come into contact with a pad or a bump. A guide 21 for guiding the electrode needle 20 is provided between the pressure sensor 19 and the tip of the electrode needle 20. The guide needle 21 allows the electrode needle 20 to move up and down as indicated by an arrow 22. The pressure sensor 19 is electrically connected to a control unit (not shown), and this control unit performs control as described later.
[0030]
When an electrical characteristic test is actually performed by using a probe card, as shown in FIG. 2B, the semiconductor wafer 11 is held on a chuck table 23 and the tip of the probe needle 18 is attached to the IC chip 12 of the wafer 11. Then, a predetermined pressure is applied to the probe card 13 to press the tip of the probe needle (the tip of the electrode needle 20) against the electrode pad or the bump. At this time, since the pressure detected by the pressure sensor 19 is different between the electrode needle that is in contact with the electrode pad or the bump and the electrode needle that is not in contact, the electrode needle that is not in contact with the electrode pad or the bump can be detected by the pressure sensor. That is, the pressure applied to each electrode needle in the pressure sensor is converted into a stylus pressure signal, and this stylus pressure signal is sent to a control unit.The control unit compares the stylus pressure signal with a reference value. A non-contact electrode needle can be detected based on the comparison result. The reference value corresponds to the minimum pressure at which the electrode needle is properly in contact.
[0031]
When an electrode needle that is not hit is detected, the probe card is further overdriven to confirm that all the probe needles are hit. As a result, when the contact between the tip of the probe needle and the electrode pad or the like is properly performed, the electrical characteristic test of the IC chip 12 is performed. When detecting an electrode needle that has not been hit even after the overdrive, the probe needle of the probe card is adjusted, and then the above-described electrical characteristic test is performed again.
[0032]
Further, the following additional configuration can be added to the probe needle 18. A spring (not shown) is disposed inside the guide section 21 or on the electrode needle 20 between the guide section 21 and the pressure sensor 19, and when the electrode needle 20 is pressed against a pad or a bump, the electrode needle 20 is pressed by the spring. Has elasticity to reduce damage to the electrode needle.
[0033]
According to the first embodiment, by arranging the pressure sensor 19 at the base end of the electrode needle 20, it is possible to detect whether or not all the electrode needles 20 are in contact with the pads or the like. . For this reason, the contact and non-contact of the electrode needle can be automatically determined, and it is possible to prevent an IC chip that should be originally determined to be a non-defective product from being determined as a defective product due to a defective needle contact as in the related art. As a result, defective chips can be reduced, and the yield can be improved.
[0034]
Further, it is also possible to manufacture a semiconductor device through a step of inspecting the electrical characteristics of a wafer using the electrode needles 20. Further, it is also possible to manufacture a semiconductor device through a step of inspecting the electrical characteristics of a wafer using the probe card.
[0035]
FIG. 3A is a configuration diagram schematically showing an electrode needle according to a second embodiment of the present invention. This electrode needle has a function of detecting whether or not it has come into contact with an electrode, a pad, a bump, or the like.
[0036]
A reflection mirror 31 is disposed on the electrode needle 30. A laser emitting device 32 for irradiating the reflecting mirror 31 with laser light 33 is disposed on the electrode needle 30, and a photodetector 35 for receiving and detecting the laser light 34 reflected from the reflecting mirror 31 is disposed. Have been. The light detector 35 is electrically connected to a control unit (not shown), and the control unit performs control as described later.
[0037]
The positional relationship between the reflection mirror 31, the laser emitting device 32, and the photodetector 35 is as follows. When the electrode needle 30 is not in contact with an electrode, a pad, a bump, or the like, the laser emitting device 32 irradiates the reflecting mirror 31 with laser light 33, and the laser light 34 a reflected from the reflecting mirror 31 is detected by the photodetector 35. Each is located at a position where it is not detected. When the electrode needle 30 is in contact with an electrode, a pad, a bump, or the like at an appropriate pressure, the laser emitting device 32 irradiates the reflecting mirror 31 with laser light 33, and reflects the laser light 34 reflected from the reflecting mirror 31. Are located at such positions that are detected by the photodetector 35.
[0038]
Since the reflection mirror 31, the laser emitting device 32, and the photodetector 35 are arranged in this manner, when the electrode needle 30 is brought into contact with an electrode, a pad, a bump, or the like, the electrode needle 30 bends, thereby causing reflection. The reflection angle of the mirror changes, and the laser beam 34 can be detected by the photodetector 35. Therefore, when laser light is detected by the photodetector 35, a detection signal is sent to the control unit, and the control unit determines that the electrode needle 30 is in contact with a pad or the like. When the laser beam cannot be detected by the photodetector 35, the detection signal is not sent to the control unit, so that the control unit determines that the electrode needle 30 is not in contact with the pad or the like. For this reason, the contact and non-contact of the electrode needle can be automatically determined, and it is possible to prevent an IC chip that should be originally determined to be a non-defective product from being determined as a defective product due to a defective needle contact as in the related art. As a result, defective chips can be reduced, and the yield can be improved.
[0039]
It is also possible to manufacture a semiconductor device through a step of inspecting the electrical characteristics of a wafer using the electrode needle. Further, it is also possible to form the electrode needle on the probe needle of the probe card shown in FIG. Further, a probe test can be performed using a probe device having such a probe card. Further, it is also possible to manufacture a semiconductor device through a process of inspecting the electrical characteristics of a wafer using such a probe card.
[0040]
FIG. 3B is a configuration diagram showing a modification of the electrode needle shown in FIG. 3A. The same parts as those in FIG. 3A are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described.
[0041]
The positional relationship between the reflection mirror 31, the laser emitting device 32, and the photodetector 35 is as follows. When the electrode needle 30 is not in contact with an electrode, a pad, a bump, or the like, the laser emitting device 32 irradiates the reflecting mirror 31 with laser light 33, and the laser light 44 a reflected from the reflecting mirror 31 is detected by the photodetector 35. Each is located at a location that can be detected. When the electrode needle 30 is in contact with an electrode, pad, bump, or the like with an appropriate pressure, the laser emitting device 32 irradiates the reflecting mirror 31 with laser light 33, and reflects the laser light 44 reflected from the reflecting mirror 31. Are not detected by the photodetector 35.
[0042]
Since the reflection mirror 31, the laser emitting device 32, and the photodetector 35 are arranged in this manner, when the electrode needle 30 is brought into contact with an electrode, a pad, a bump, or the like, the electrode needle 30 bends, and The laser light 34 is not detected by the detector 35. Therefore, when the laser beam is not detected by the photodetector 35, it can be determined that the electrode needle 30 is in contact with the pad or the like. When the laser beam is detected by the photodetector 35, the electrode needle contacts the pad or the like. It can be determined that it has not been done. For this reason, the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained, the number of defective chips can be reduced, and the yield can be improved.
[0043]
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an electrode needle is brought into contact with an electrode, pad or bump, an electrode needle, a probe card, a probe device, and a semiconductor device capable of easily and more reliably detecting a non-contact electrode needle And a method for producing the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an electrode needle according to a first embodiment of the present invention.
2A is a schematic plan view showing a probe card to which the electrode needle shown in FIG. 1 is applied, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2b-2b shown in FIG.
3A is a configuration diagram schematically showing an electrode needle according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a configuration showing a modification of the electrode needle shown in FIG. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Semiconductor wafer 12 ... IC chip 13 ... Probe card board 13a ... Board opening area 14 ... Tester connection terminal area 15 ... Tester connection terminal 16 ... Heat dissipation reinforcing plate 17 ... Fixing ring 18 ... Probe needle 19 ... Pressure sensors 20, 30 ... Electrode needle 21 Guide part 22 Arrow 23 Chuck table 31 Reflecting mirror 32 Laser emitting devices 33, 34, 34a, 44, 44a Laser light 35 Photodetector

Claims (13)

半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
を具備することを特徴とする電極針。
An electrode needle for performing an electrical property test by contacting an electrode, a pad or a bump in a semiconductor manufacturing process,
With a needle,
When the needle is brought into contact with an electrode, a pad or a bump, a pressure detection mechanism that detects pressure applied to the needle,
An electrode needle comprising:
前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の電極針。The electrode needle according to claim 1, further comprising a control unit that determines whether or not the electrode needle is in contact with an electrode, a pad, or a bump based on the pressure detected by the pressure detection mechanism. 半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
を具備することを特徴とする電極針。
An electrode needle for performing an electrical property test by contacting an electrode, a pad or a bump in a semiconductor manufacturing process,
With a needle,
A reflecting mirror formed on the needle;
A laser emitting device that irradiates the reflecting mirror with laser light,
A light detector that detects the laser light reflected from the reflecting mirror,
An electrode needle comprising:
前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の電極針。The electrode needle according to claim 3, further comprising a control unit that determines whether the electrode needle is in contact with an electrode, a pad, or a bump based on whether or not the light detector detects laser light. . 請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする半導体装置。A semiconductor device manufactured through a process of inspecting an electrical characteristic of a wafer using the electrode needle according to claim 1. 請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of inspecting an electrical characteristic of a wafer using the electrode needle according to claim 1. 半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とするプローブカード。
A probe card for performing a probe test on a semiconductor wafer,
A probe card board,
An electrode needle disposed on the probe card board;
With
The electrode needle is
With a needle,
When the needle is brought into contact with an electrode, a pad or a bump, a pressure detection mechanism that detects pressure applied to the needle,
A control unit that determines whether the electrode needle is in contact with the electrode, pad, or bump from the pressure detected by the pressure detection mechanism,
A probe card comprising:
半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とするプローブカード。
A probe card for performing a probe test on a semiconductor wafer,
A probe card board,
An electrode needle disposed on the probe card board;
With
The electrode needle is
With a needle,
A reflecting mirror formed on the needle;
A laser emitting device that irradiates the reflecting mirror with laser light,
A light detector that detects the laser light reflected from the reflecting mirror,
A controller that determines whether or not the electrode needle is in contact with the electrode, pad or bump by detecting whether or not to detect laser light with the photodetector,
A probe card comprising:
請求項7又は8に記載のプローブカードを有することを特徴とするプローブ装置。A probe device comprising the probe card according to claim 7. 請求項7に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのICチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた際に、針に加えられる圧力を圧力検知機構で検知し、
この検知された圧力から電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とするプローブ試験方法。
A method for performing a probe test using the probe card according to claim 7,
The electrode needle of the probe card is pressed into contact with each pad of the IC chip on the wafer,
When this contact is made, the pressure applied to the needle is detected by the pressure detection mechanism,
The control unit determines whether the electrode needle is in contact with each pad from the detected pressure,
A probe test method comprising: confirming that all electrode needles are in contact with each pad; and performing a probe test.
請求項8に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのICチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた状態で、レーザー発射装置からレーザー光を反射ミラーに照射し、反射ミラーから反射したレーザー光を光検知器で検知するか否かにより、電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とするプローブ試験方法。
A method for performing a probe test using the probe card according to claim 8,
The electrode needle of the probe card is pressed into contact with each pad of the IC chip on the wafer,
In this state of contact, the laser emitting device irradiates the reflecting mirror with laser light, and the laser light reflected from the reflecting mirror is detected by the photodetector. Is determined by the control unit,
A probe test method comprising: confirming that all electrode needles are in contact with each pad; and performing a probe test.
請求項7又は8に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする半導体装置。A semiconductor device manufactured through a step of performing an electrical characteristic test on a wafer using the probe card according to claim 7. 請求項7又は8に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of performing an electrical characteristic test on a wafer using the probe card according to claim 7.
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