JP2007003252A - Probe card and method for testing semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体ウエハ上に複数形成された半導体集積回路チップに対しウエハテスト工程を行う際に用いるプローブカードおよび半導体集積回路の試験方法に関するものである。 The present invention relates to a probe card used when performing a wafer test process on a plurality of semiconductor integrated circuit chips formed on a semiconductor wafer and a method for testing a semiconductor integrated circuit.
従来、半導体集積回路チップを複数有する半導体ウエハから半導体集積回路を製造する工程においては、ウエハ前半プロセスと呼ばれるウエハ製造工程が完了した後、各半導体集積回路チップの良否判定を行うウエハテスト工程が実施されている。 Conventionally, in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit from a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor integrated circuit chips, a wafer test process for determining pass / fail of each semiconductor integrated circuit chip has been performed after the wafer manufacturing process called the wafer first half process is completed. Has been.
このウエハテスト工程においては、製造された各半導体集積回路チップについて1チップ単位で電気的な試験が行われる。ウエハテスト工程において、半導体集積回路チップの検査を行う時はテストシステムと呼ばれるICテスタにより良否判定を行っている。 In this wafer test process, an electrical test is performed for each manufactured semiconductor integrated circuit chip in units of one chip. In the wafer test process, when the semiconductor integrated circuit chip is inspected, the quality is judged by an IC tester called a test system.
ここで、ICテスタで半導体集積回路チップの検査を行うために、半導体ウエハの搬送を行うプローバと呼ばれるウエハ搬送用装置が使用される。さらに、上記プローバ上で試験が行われる測定対象の半導体集積回路チップとICテスタとを電気的に接続するプローブカードが使用される。 Here, in order to inspect a semiconductor integrated circuit chip with an IC tester, a wafer transfer apparatus called a prober for transferring a semiconductor wafer is used. Furthermore, a probe card for electrically connecting a semiconductor integrated circuit chip to be measured to be tested on the prober and an IC tester is used.
図9に、半導体集積回路チップ102を複数有する半導体ウエハ101の概略を示す。この半導体集積回路チップ102は、ウエハ前半プロセスにて円形の半導体ウエハ101上に縦横に整列した配置で形成される。この半導体集積回路チップ102はウエハ前半プロセスで製造が行われた後、ウエハテスト工程で良否判定が行われる。
FIG. 9 schematically shows a
このウエハテスト工程の完了後、次に、半導体集積回路チップ102を1個ずつ切り離すダイシング工程が行われ、このダイシング工程で半導体集積回路チップ102を1個ずつ切り離した後、ウエハテスト工程で不良と判定された不良品チップは破棄される。一方、ウエハテスト工程で良品と判定された良品チップはダイシング工程の完了後、後半工程と呼ばれるアセンブリ工程および梱包工程を経て顧客先に出荷される。
After the completion of the wafer test process, a dicing process for separating the semiconductor integrated
図10には、一般的な半導体集積回路チップ102の構成を示す。この半導体集積回路チップ103は、内部回路104と、この内部回路104の周辺に配置された複数のパッド105を有している。この複数のパッド105は、半導体集積回路チップ102の内部回路104を駆動するための電源電圧を供給する電源パッドや接地電位を供給するGNDパッドや内部回路に対して電気的な信号を入力する入力パッド、さらには、内部回路の電気的な出力信号を出力する出力パッドである。
FIG. 10 shows a configuration of a general semiconductor integrated
ウエハテスト工程での半導体集積回路チップ102の検査において、プローブカードは、半導体集積回路チップ102のパッド105と接触することで、ICテスタと測定対象の半導体集積回路チップ102を電気的に接続する。
In the inspection of the semiconductor
半導体集積回路チップ102の試験の一例である機能試験を実施する場合、ICテスタはプローブカードを介して電源電圧および接地電位を測定対象の半導体集積回路チップ102へ供給する。
When a functional test, which is an example of a test of the semiconductor
次に、入力信号である試験ベクタを測定対象の半導体集積回路チップ102に入力した後、この半導体集積回路チップ102から出力される出力信号を読み込む。そして、読み込みを行った測定対象の半導体集積回路チップ102の出力信号が正しい論理であるか否かを予め設定しておいた期待値信号と半導体集積回路チップ102の出力信号とを比較することで半導体集積回路チップ102の良否判定を行う。
Next, after inputting a test vector as an input signal to the semiconductor
次に、図11の平面図および図12の断面図に、ウエハテスト工程で半導体集積回路チップ102の試験を行う場合に使用されるプローブカードの概略を示す。現在、主流であるカンチレバー方式と呼ばれる構造のプローブカードは、円形のプローブカード基板107を有し、このプローブカード基板107の上面にプローブカード補強板108が設置されている。また、このプローブカード基板107の下面には、四角枠形状のスペーサ111が取り付けられている。この四角枠形状のスペーサ111の内側が開口部109をなす。また、このスペーサ111の四辺に沿って、金属針からなる複数のプローブ針110が配置されている。この複数のプローブ針110は、スペーサ111から開口部109に向かって延在している。図11,図12に示すように、このプローブ針110の先端部は、測定対象の半導体集積回路チップ102の各パッド105に接触する。上記プローブカード補強板108は、上記プローブ針110が上記半導体集積回路チップ102の各パッド105に接触した際に発生する圧力によるプローブカード基板107の変形を防止するためのものである。
Next, the plan view of FIG. 11 and the cross-sectional view of FIG. 12 show an outline of a probe card used when the semiconductor integrated
上記測定対象の半導体集積回路チップ102がn個のパッド105を有する場合には、上記プローブカードは、各パッド105に対して1本のプローブ針110が接触するように、合計n本のプローブ針110を有する。
When the semiconductor integrated
上記ウエハテスト工程における半導体集積回路チップ102の検査では、プローブカードのプローブ針110が測定対象の半導体集積回路チップ102のパッド105に接触した時にパッドが削り取られることで発生するパッド屑などの異物がプローブ針110に付着する問題がある。
In the inspection of the semiconductor
この時に発生する異物が半導体集積回路チップ102の試験時に複数のプローブ針110間に付着してプローブ針110間を電気的に短絡した場合は半導体集積回路チップ102の試験を正常に行うことができない。
If the foreign matter generated at this time adheres between the plurality of
また、プローブカードのプローブ針110の先端が半導体集積回路チップ102のパッド105へ繰り返し接触することで、プローブ針110がパッド105に接触した時に発生する微量のパッド屑がプローブ針110に序々に堆積される。その結果、このパッド屑の堆積物によってプローブ針110の絶縁性が高くなった場合にも、半導体集積回路チップ102の試験を正常に行うことができない。
In addition, since the tip of the
通常は、上述のプローブカードのプローブ針110へパッド屑などの異物が付着した場合は、プローバに取り付けられたブラシを使用したブラッシングや研磨シートによる針先研磨を実行して、プローブカードのプローブ針先に付着した異物を除去している。もしくは、プローブカードをプローバから取り外して、刷毛を用いて手作業による清掃を行ってプローブカードのプローブ針110に付着した異物を除去する。ただし、1回のブラッシング(あるいは針先研磨)の実行には、約10秒程度の時間が必要であるので、1個の半導体集積回路チップの試験実施毎にブラッシングを実行していたのでは、ウエハテスト工程でのスループットが著しく低下する。
Normally, when foreign matter such as pad scraps adheres to the
1枚の半導体ウエハのウエハテスト時間は、半導体集積回路チップのカテゴリ(種類)や半導体ウエハに形成される半導体集積回路チップの個数により異なるが通常は1時間程度の試験実行時間が必要である。ここで、1枚の半導体ウエハに500個の半導体集積回路チップが形成されている場合に、1個の半導体集積回路チップの試験毎にブラッシングを実行した場合、1枚の半導体ウエハのウエハテストにおけてブラッシングの実行回数は500回となりブラッシングの実行時間は500回×10秒=5000秒(約1時間23分)必要となり、1枚の半導体ウエハのウエハテスト時間が約2倍となる。
The wafer test time for one semiconductor wafer varies depending on the category (type) of the semiconductor integrated circuit chip and the number of semiconductor integrated circuit chips formed on the semiconductor wafer, but usually requires about 1 hour of test execution time. Here, when 500 semiconductor integrated circuit chips are formed on one semiconductor wafer, and when brushing is executed for each test of one semiconductor integrated circuit chip, the wafer test of one semiconductor wafer is performed. In this case, the number of brushing executions is 500 times, and the brushing execution time is 500 times × 10 seconds = 5000 seconds (about 1
しかし、実際のブラッシングは、1枚の半導体ウエハのウエハテストに対して、1回〜2回程度の頻度で実行するので、ウエハテスト時間の増加はわずかである。また、プローブカードのプローブ針110に異物が付着して正常に試験が行えなくなった場合(連続して不良品が発生する症状が出た時)は、自動的にアラームを発生しウエハテストを停止する。この自動停止機能はプローバが有している。このプローバによるアラームが発生した時には、生産現場のオペレータがブラッシングあるいは研磨シートを用いた針先研磨を実行することで、プローブ針110に付着した異物の除去を行う。
However, since actual brushing is executed with a frequency of about once or twice for a wafer test of one semiconductor wafer, the increase in wafer test time is slight. Also, if a foreign object adheres to the
ウエハテスト工程では、プローブ針110の異物付着を検出する方法として不良チップが連続して発生する時のプローバのアラーム機能を使用している。このため、不良チップがランダムに発生した場合やアラーム発生前にプローブ針に付着した異物が剥がれて不具合が回復した場合など、異物付着量の程度によっては異常検出を行うことができない。この場合は、異物付着が原因でICテスタに不良判定された半導体集積回路チップは不良品として破棄され生産上のロスとなる。
In the wafer test process, an alarm function of a prober when defective chips are continuously generated is used as a method for detecting foreign matter adhesion on the
このようなロスを防止するために、1枚のウエハテストが終了する度に不良判定された半導体集積回路チップのみを再試験する場合もあり、ウエハテスト工程のスループット低下の原因になっている。また、ブラッシングでは除去できないような異物が付着した場合に限り、プローブカードをプローバから取り外して生産現場のオペレータが手作業で刷毛を使用した清掃を行って異物の除去を実施している。プローブカードをプローバから取り外して刷毛を使用した異物除去を行う場合は数時間の時間を要する場合もありウエハテスト工程のスループットは大幅に低下する。 In order to prevent such a loss, there is a case where only a semiconductor integrated circuit chip determined to be defective every time a wafer test is completed is retested, which causes a reduction in throughput of the wafer test process. Also, only when foreign matter that cannot be removed by brushing adheres, the probe card is removed from the prober, and the operator at the production site performs manual cleaning with a brush to remove the foreign matter. When removing the probe card from the prober and removing foreign matter using a brush, it may take several hours, and the throughput of the wafer test process is greatly reduced.
プローブ針110への異物付着による接触性悪化はウエハテスト工程での主要な問題であるが、半導体集積回路チップ102のパッド105としてアルミ電極を使用している場合は、アルミ電極パッドの表面が空気中で酸化してプローブカードのプローブ針110がパッド105に接触したときにパッド表面の酸化膜を破壊することができずに、プローブ針110とパッド105との接触抵抗が高くなる問題が発生する。このように、接触抵抗が高くなった場合、ICテスタからの信号が測定対象の半導体集積回路チップ102に正常に供給できなくなるので、半導体集積回路チップの試験が行えなくなる。
Deterioration of contact due to adhesion of foreign matter to the
そこで、アルミ製の電極パッドを使用した半導体集積回路チップのウエハテストにおいて、パッド表面の酸化膜を破壊することを目的として、プローブカードのプローブ針110の材料としてタングステン(W)を含有する合金材料を一般的に使用している。このタングステン(W)は、導電性の優れた金(Au)あるいは銀(Ag)あるいは銅(Cu)あるいはパラジウム(Pd)を含有する合金材料を使用せずに導電性では劣るが硬度が高い。
Therefore, in a wafer test of a semiconductor integrated circuit chip using an electrode pad made of aluminum, an alloy material containing tungsten (W) as a material of the
プローブ針110の材料としてタングステンを含有する合金材料を使用した場合は、導電性が悪化する問題があると共に、高硬度であるために高針圧でパッドに接触させる必要がある。したがって、プローブカードのプローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した際にプローブ針によって削り取られるパッド屑の発生量も増加する。このことは、前述の如く、パッド屑がプローブカードへ付着する現象を顕著にして、ウエハテスト工程のスループットが低下する要因となる。
When an alloy material containing tungsten is used as the material of the
そこで、特許文献1(特開2004−347565号公報)では、ウエハテスト工程において、プローブカードのプローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時にアルミ製の電極パッドの表面酸化膜を破壊し、かつ、導電性を悪化させることなくプローブ針と測定対象の半導体集積回路チップのパッドとの接触を行い、なおかつ、プローブ針へのパッド屑などの異物の付着を低減する方法が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-347565), in the wafer test process, when the probe needle of the probe card contacts the pad of the semiconductor integrated circuit chip, the surface oxide film of the aluminum electrode pad is destroyed, In addition, a method has been proposed in which the probe needle is brought into contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip to be measured without deteriorating the conductivity, and the adhesion of foreign matters such as pad scraps to the probe needle is reduced.
この従来技術では、図13の概略図に示すように、測定対象の半導体集積回路チップの1つのパッド162に、2本のプローブ針160と161とが同時に接触するようになっている。この2本のプローブ針160と161とは、異なる2種類の金属材料で作製されている。すなわち、プローブ針161は刀部として半導体集積回路チップのパッド162に接触した時、パッド表面の酸化膜を削り取ると同時にその時に発生するパッド屑などの異物がプローブ針160に付着しないように除去する。そして、プローブ針160はプローブ針161でパッド表面の酸化膜を削りとったパッド表面に接触して測定対象の半導体集積回路チップへICテスタからの電源供給および入力信号の入力などを行う。プローブ針161はパッド表面の酸化膜を削り取るために導電性は低いが硬度の高い金属材料であるタングステンを含む合金材料レニウムタングステンを使用して製造する。一方、プローブ針161はICテスタと半導体集積回路チップのパッド162との電気的な接続を行うために導電性の優れた金(Au)あるいは銀(Ag)あるいは銅(Cu)あるいはパラジウム(Pd)を含有する合金材料を使用して製造する。ただし、この方法では、2本のプローブ針161,160を1個のパッド162に接触させる必要があるので、高精度なプローブカード製造技術が必要となる上に製造コストが高くなる。このため、低コストを追求する半導体集積回路の量産には不向きである。また、プローブ針161が半導体集積回路チップのパッド162の表面に接触した際に発生するパッド屑などの異物はプローブ針160が設置されている方向とは逆の方向に削り取られることから、プローブ針160への異物付着の頻度は低減させることができるものの、異物付着によるトラブルを完全に防止できるわけではない。
In this prior art, as shown in the schematic diagram of FIG. 13, two probe needles 160 and 161 are simultaneously in contact with one
このように、上記従来の半導体集積回路チップのウエハテスト用プローブカードにおいては、プローブカードのプローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物がプローブ針に付着して正常に試験を実施することができなくなる問題がある。 Thus, in the conventional semiconductor integrated circuit chip wafer test probe card, foreign matter such as pad scraps generated when the probe needle of the probe card contacts the pad of the semiconductor integrated circuit chip adheres to the probe needle. There is a problem that the test cannot be performed normally.
また、プローブ針への異物付着の問題に対して、ブラッシングや研磨シートでの針先研磨を実行することで付着した異物の除去を行うことが可能であるがこれらの方法はウエハテスト工程でのスループットを低下させる。また、針先研磨を行った場合はプローブ針が針先研磨により磨耗しプローブカードの寿命を低下させる。また、プローバのアラーム機能で異物付着による異常を検出できなかった場合は良品を不良判定してしまうという生産上の歩留まりロスになる。また、手作業で刷毛を用いた異物除去作業はウエハテスト効率を大幅に低下させる。 In addition, with respect to the problem of foreign matter adhering to the probe needle, it is possible to remove the adhering foreign matter by performing brushing or polishing the tip of the needle with an abrasive sheet, but these methods are used in the wafer test process. Reduce throughput. Further, when the needle tip is polished, the probe needle is worn by the needle tip polishing, and the life of the probe card is reduced. In addition, if the prober's alarm function cannot detect an abnormality due to the adhesion of foreign matter, a non-defective product is judged as defective, resulting in a production yield loss. In addition, the foreign substance removal work using the brush manually reduces the wafer test efficiency significantly.
また、プローブ針の材料として導電性の優れた金(Au)あるいは銀(Ag)あるいは銅(Cu)あるいはパラジウム(Pd)を含有する合金材料を使用しているプローブカードではアルミ製電極パッドの表面酸化膜を破壊することができないので、試験が正常に行えない。 In the case of a probe card using an alloy material containing gold (Au), silver (Ag), copper (Cu) or palladium (Pd) having excellent conductivity as the probe needle material, the surface of the aluminum electrode pad is used. Since the oxide film cannot be destroyed, the test cannot be performed normally.
一方、アルミ電極パッドの表面酸化膜を破壊するためにタングステンを含有する高硬度の合金材料を使用した場合は、導電性が悪化する上に硬度が高いためプローブ針と測定対象の半導体集積回路チップのパッドが接触した時にプローブ針によって削り取られるパッド屑が増加するので、プローブ針への異物付着による接触異常が発生し易くなる問題がある。
そこで、この発明の課題は、プローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行えるプローブカードを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a probe card that can realize normal test measurement of a semiconductor integrated circuit chip while preventing contact failure of a probe needle and can efficiently perform test measurement.
上記課題を解決するため、この発明のプローブカードは、半導体集積回路チップのパッドに接触する第1のプローブ針を有する第1のプローブ部と、
上記第1のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記半導体集積回路チップに隣接するか、もしくは、上記半導体集積回路チップとで1つ以上の半導体集積回路チップを挟んでいる半導体集積回路チップのパッドに接触する第2のプローブ針を有する第2のプローブ部とを備え、
上記第1のプローブ針は第1の金属材料で作製され、
上記第2のプローブ針は第2の金属材料で作製され、
上記第1の金属材料の導電性は上記第2の金属材料の導電性よりも高く、
上記第2の金属材料の硬度は上記第1の金属材料の硬度よりも高いことを特徴としている。
In order to solve the above problems, a probe card according to the present invention includes a first probe unit having a first probe needle that contacts a pad of a semiconductor integrated circuit chip;
When the first probe needle is in contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip, one or more semiconductor integrated circuit chips are adjacent to the semiconductor integrated circuit chip or connected to the semiconductor integrated circuit chip. A second probe portion having a second probe needle that contacts a pad of the sandwiched semiconductor integrated circuit chip,
The first probe needle is made of a first metal material;
The second probe needle is made of a second metal material;
The conductivity of the first metal material is higher than the conductivity of the second metal material,
The second metal material is characterized in that the hardness of the second metal material is higher than the hardness of the first metal material.
この発明のプローブカードによれば、先ず、第1の金属材料よりも高硬度の第2の金属材料で作製された第2のプローブ針を、測定対象の半導体集積回路チップのパッドに接触させることで、このパッド表面の酸化膜を破壊する。 According to the probe card of the present invention, first, the second probe needle made of the second metal material having higher hardness than the first metal material is brought into contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip to be measured. Thus, the oxide film on the pad surface is destroyed.
その後、このプローブカードを、ウエハの半導体集積回路の配列方向に移動させて、第2の金属材料よりも導電性が高い第1の金属材料で作製された第1のプローブ針を上記半導体集積回路チップのパッドに接触させる。したがって、第1のプローブ針を半導体集積回路チップのパッドに導電性良く接触させることができる。よって、ICテスタによる正常な試験ができなくなるといった問題の発生を最小限に止めることができる。 Thereafter, the probe card is moved in the arrangement direction of the semiconductor integrated circuit on the wafer, and the first probe needle made of the first metal material having higher conductivity than the second metal material is moved to the semiconductor integrated circuit. Touch the chip pad. Therefore, the first probe needle can be brought into contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip with good conductivity. Therefore, it is possible to minimize the occurrence of a problem that a normal test by the IC tester cannot be performed.
また、上記第2のプローブ針でパッドから削り取られた異物は、第2プローブ部に付着する。また、第2プローブ針によってパッド表面の酸化膜が破壊されているので、第1のプローブ部は、上記パッドに低針圧で接触させても上記パッドに電気的に導通できる。したがって、第1のプローブ針に削り取られるパッド屑などの異物発生量を少量にできる。したがって、第1プローブ部がパッドに接触した時に第1プローブ針に異物が付着する確率を最小限に止めることができる。 Moreover, the foreign material scraped off from the pad by the second probe needle adheres to the second probe portion. In addition, since the oxide film on the pad surface is broken by the second probe needle, the first probe portion can be electrically connected to the pad even if it is brought into contact with the pad at a low needle pressure. Therefore, the amount of foreign matter such as pad scraps scraped off by the first probe needle can be reduced. Therefore, it is possible to minimize the probability that foreign matter adheres to the first probe needle when the first probe portion contacts the pad.
したがって、ICテスタと測定対象の半導体集積回路チップ間で良好な電源および信号の伝達を行うことができる。よって、ウエハテスト工程でのスループットを改善できる。 Therefore, good power supply and signal transmission can be performed between the IC tester and the semiconductor integrated circuit chip to be measured. Therefore, the throughput in the wafer test process can be improved.
したがって、この発明のプローブカードによれば、パッド屑に起因するプローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行えるプローブカードを実現できる。 Therefore, according to the probe card of the present invention, it is possible to realize a probe card capable of preventing normal contact of the probe needle caused by pad scraps and realizing normal test measurement of the semiconductor integrated circuit chip and efficiently performing test measurement.
また、一実施形態のプローブカードは、上記第1のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記第1のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第2のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間に、1つの半導体集積回路が存在しており、
上記第1のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第2のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間の上記1つの半導体集積回路に接触する異物吸着部材を備えた。
In one embodiment, the probe card includes a semiconductor integrated circuit chip in which the first probe needle is in contact with the pad when the first probe needle is in contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip; One semiconductor integrated circuit exists between the semiconductor integrated circuit chip in which the second probe needle is in contact with the pad,
Foreign matter adsorption contacting the one semiconductor integrated circuit between the semiconductor integrated circuit chip in which the first probe needle is in contact with the pad and the semiconductor integrated circuit chip in which the second probe needle is in contact with the pad A member was provided.
この実施形態のプローブカードによれば、先ず、第1の金属材料よりも高硬度の第2の金属材料で作製された第2のプローブ針を、測定対象の半導体集積回路チップのパッドに接触させることで、このパッド表面の酸化膜を破壊する。 According to the probe card of this embodiment, first, the second probe needle made of the second metal material having a hardness higher than that of the first metal material is brought into contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip to be measured. As a result, the oxide film on the pad surface is destroyed.
次に、このプローブカードを、ウエハでの半導体集積回路の配列方向に移動させて、第2のプローブ針が接触していた半導体集積回路チップに上記異物吸着部材を対向させる。この異物吸着部材は、第2プローブ部の第2プローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生したパッド屑などの異物のうち、第2プローブ部に付着せずに上記半導体集積回路チップの表面に散乱した異物を吸着する。これにより、第2プローブ部の第2プローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生したパッド屑などの異物を上記半導体集積回路チップ上から完全に除去できる。なお、この異物除去部材は、例えば、弾力性のある粘着シートもしくは粘着ゴムで作製される。 Next, the probe card is moved in the arrangement direction of the semiconductor integrated circuits on the wafer, and the foreign substance adsorbing member is made to face the semiconductor integrated circuit chip with which the second probe needle is in contact. The foreign matter adsorbing member is not attached to the second probe portion among foreign matters such as pad scraps generated when the second probe needle of the second probe portion contacts the pad of the semiconductor integrated circuit chip. Adsorbs foreign matter scattered on the surface of the surface. Thereby, foreign matters such as pad scraps generated when the second probe needle of the second probe portion contacts the pad of the semiconductor integrated circuit chip can be completely removed from the semiconductor integrated circuit chip. The foreign matter removing member is made of, for example, an elastic adhesive sheet or adhesive rubber.
また、一実施形態のプローブカードは、上記第1の金属材料を、金(Au)あるいは銀(Ag)あるいは銅(Cu)あるいはパラジウム(Pd)とした。 In one embodiment of the probe card, the first metal material is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), or palladium (Pd).
この実施形態のプローブカードによれば、第1の金属材料の導電性を特に高くして、第1の金属材料で作製された第1のプローブ針の導電性を特に高めて、測定対象の半導体集積回路チップのパッドとの間で電気的に安定した接触が得られる。 According to the probe card of this embodiment, the conductivity of the first metal material is particularly high, the conductivity of the first probe needle made of the first metal material is particularly high, and the semiconductor to be measured Electrically stable contact is obtained with the pads of the integrated circuit chip.
また、一実施形態のプローブカードは、上記第1の金属材料を、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料とした。 The probe card according to an embodiment includes an alloy material containing a plurality of metals selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and palladium (Pd) as the first metal material. It was.
この実施形態のプローブカードでは、第1の金属材料の導電性を特に高くして、第1の金属材料で作製された第1のプローブ針の導電性を特に高めて、測定対象の半導体集積回路チップのパッドとの間で電気的に安定した接触が得られる。 In the probe card of this embodiment, the conductivity of the first metal material is particularly high, and the conductivity of the first probe needle made of the first metal material is particularly high, so that the semiconductor integrated circuit to be measured Electrically stable contact is obtained with the pads of the chip.
また、一実施形態のプローブカードは、上記第2の金属材料を、タングステン(W)とした。 In one embodiment of the probe card, the second metal material is tungsten (W).
この実施形態のプローブカードでは、第2の金属材料で作製される第2のプローブ針を特に高硬度にでき、パッド表面の酸化膜を効率良く破壊できる。 In the probe card of this embodiment, the second probe needle made of the second metal material can be made particularly hard, and the oxide film on the pad surface can be destroyed efficiently.
また、一実施形態のプローブカードは、上記第2の金属材料を、タングステン(W)を含有する合金材料とした。 In one embodiment of the probe card, the second metal material is an alloy material containing tungsten (W).
この実施形態のプローブカードでは、第2の金属材料で作製される第2のプローブ針を特に高硬度にでき、パッド表面の酸化膜を効率良く破壊できる。 In the probe card of this embodiment, the second probe needle made of the second metal material can be made particularly hard, and the oxide film on the pad surface can be destroyed efficiently.
また、一実施形態のプローブカードは、上記異物吸着部材を、弾力性のある粘着シートとした。 Moreover, the probe card of one Embodiment made the said foreign material adsorption | suction member the elastic adhesive sheet.
この実施形態のプローブカードでは、弾力性のある粘着シートからなる異物吸着部材によって、上記半導体集積回路チップを傷付けることなく、上記半導体集積回路チップ上のパッド屑などの異物を略完全に除去できる。 In the probe card of this embodiment, foreign matter such as pad scraps on the semiconductor integrated circuit chip can be removed almost completely without damaging the semiconductor integrated circuit chip by a foreign matter adsorbing member made of an elastic adhesive sheet.
また、一実施形態のプローブカードは、上記異物除去部材を、弾力性のある粘着ゴムとした。 In one embodiment of the probe card, the foreign material removing member is made of an elastic adhesive rubber.
この実施形態のプローブカードでは、弾力性のある粘着ゴムからなる異物吸着部材によって、上記半導体集積回路チップを傷付けることなく、上記半導体集積回路チップ上のパッド屑などの異物を略完全に除去できる。 In the probe card of this embodiment, foreign matter such as pad scraps on the semiconductor integrated circuit chip can be removed almost completely without damaging the semiconductor integrated circuit chip by the foreign matter adsorbing member made of elastic adhesive rubber.
また、一実施形態の半導体集積回路の試験方法は、上記プローブカードを使用して、半導体集積回路チップのウエハテストを行う。 In one embodiment of the semiconductor integrated circuit testing method, a wafer test of a semiconductor integrated circuit chip is performed using the probe card.
この実施形態の半導体集積回路の試験方法によれば、パッド屑に起因するプローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行える。 According to the test method of the semiconductor integrated circuit of this embodiment, it is possible to prevent the contact failure of the probe needle due to the pad scraps and realize the normal test measurement of the semiconductor integrated circuit chip and perform the test measurement efficiently.
この発明のプローブカードによれば、プローブカードの第1のプローブ針と測定対象の半導体集積回路チップのパッド間で電気的に安定した接触が得られると共に、第1のプローブ針への異物付着を大幅に低減することが可能となる。これにより、ウエハテスト工程でのスループットを改善することができる。また、パッドと第1のプローブ針との接触異常を回避して、良品チップを不良判定するといったウエハテスト工程での歩留まりロスを最小限に低減できる。 According to the probe card of the present invention, an electrically stable contact is obtained between the first probe needle of the probe card and the pad of the semiconductor integrated circuit chip to be measured, and foreign matter adheres to the first probe needle. It can be greatly reduced. Thereby, the throughput in the wafer test process can be improved. Further, it is possible to avoid a contact abnormality between the pad and the first probe needle, and to reduce yield loss in the wafer test process such as determining a defective chip as defective.
また、研磨シートを用いた針先研磨を実行する必要をなくすることができるので、針先研磨によるプローブ針の磨耗が発生せず、プローブカードの長寿命化を実現でき、プローブカードコストを低減できる。 In addition, since it is not necessary to perform needle tip polishing using an abrasive sheet, probe needle wear due to needle tip polishing does not occur, prolonging the life of the probe card, and reducing the cost of the probe card it can.
したがって、本発明のプローブカードを用いることにより、半導体集積回路チップのウエハテスト工程のスループットを改善することが可能となると共に、ウエハテスト工程における歩留まりロスの低減とプローブカードコストの低減が可能となり、半導体集積回路の製造コストを低減できる。 Therefore, by using the probe card of the present invention, it becomes possible to improve the throughput of the wafer test process of the semiconductor integrated circuit chip, and it becomes possible to reduce the yield loss and the probe card cost in the wafer test process, The manufacturing cost of the semiconductor integrated circuit can be reduced.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(第1の実施の形態)
図1に、この発明の第1の実施形態のプローブカード1を、隣接する2つの半導体集積回路チップ31,32の各パッド31A,32Aに接触させている状態を上方から下方に見た様子を示す。また、図2に、図1のA−A断面を示す。なお、図1,図2では、ウエハに作り込まれた複数の半導体集積回路チップの内の隣接する2つだけを記載している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a state in which the
図1に示すように、各半導体集積回路チップ31,32は、四辺に沿って配置されたn個のパッド31A〜31D,32A〜32Dを有する。
As shown in FIG. 1, each of the semiconductor integrated
一方、このプローブカード1は、図1,図2に示すように、中央に略四角形状の開口20Aを有するプローブカード基板20と、このプローブカード基板20の上面に開口20Aの縁に沿って取り付けられた略四角枠状のプローブカード補強板21とを有する。このプローブカード補強板21は、後述する第1,第2のプローブ針29a〜29d,30a〜30dが半導体集積回路チップ31,32のパッド31A〜31D,32A〜32Dに接触した際に発生する圧力でプローブカード基板20が変形するのを防止する。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図2に示すように、このプローブカード基板20の下面には、開口20Aの縁の対向する2辺に沿ってスペーサ25,26が取り付けられている。また、図2には示さないが図1に示すように、開口20Aの縁の対向する残りの2辺に沿って、プローブカード基板20の下面にスペーサ25,26と同様の2つのスペーサ27,28が取り付けられている。上記基板20の開口20A,補強板21,4つのスペーサ25〜28がこのプローブカード1の開口部1Aを構成している。
As shown in FIG. 2,
このプローブカード1は、開口部1Aの1辺に沿って配列されていると共にプローブカード1の周辺部1Bからスペーサ25を貫いて開口部1Aに突き出している複数の第1のプローブ針29a,29cを有する。図1に示すように、この複数の第1のプローブ針29aは、それぞれ、半導体集積回路チップ31の一辺に沿って配列されたパッド31Aに接触する。また、複数の第1の第1のプローブ針29cは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド31Cに接触する。
The
また、図1に示すように、このプローブカード1は、開口部1Aの対向する2辺に沿って配列されていると共に、プローブカード1の周辺部1Bからスペーサ27,28を貫いて、開口部1Aに突き出している複数の第1のプローブ針29b,29dを有する。複数の第1のプローブ針29b,29dは、それぞれ、半導体集積回路チップ31の対向する2辺に沿って配列されたパッド31B,31Dに接触する。上記第1のプローブ針29a〜29dが第1のプローブ部を構成している。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、図1,図2に示すように、このプローブカード1は、開口部1Aの1辺に沿って配列されると共にプローブカード1の周辺部1Bからスペーサ26を貫いて開口部1Aに突き出している複数の第2のプローブ針30a,30cを有する。図1に示すように、この複数の第2のプローブ針30aは、それぞれ、半導体集積回路チップ32の一辺に沿って配列されたパッド32Aに接触する。また、複数の第2のプローブ針30cは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド32Cに接触する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図1に示すように、このプローブカード1は、開口部1Aの対向する2辺に沿って配列されていると共にプローブカード1の周辺部1Bからスペーサ27を貫いて、開口部1Aに突き出している複数の第2のプローブ針30b,30dを有する。複数の第2のプローブ針30b,30dは、それぞれ、半導体集積回路チップ32の対向する2辺に沿って配列されたパッド32B,32Dに接触する。上記第2のプローブ針30a〜30dが第2のプローブ部を構成している。
As shown in FIG. 1, the
上記第1のプローブ針29a〜29dは、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)から選択される第1の金属材料で作製されている。なお、第1のプローブ針29a〜29dを作製する第1の金属材料を、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料としてもよい。 The first probe needles 29a to 29d are made of a first metal material selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and palladium (Pd). The first metal material for producing the first probe needles 29a to 29d contains a plurality of metals selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and palladium (Pd). An alloy material may be used.
また、上記第2のプローブ針30a〜30dは、上記第1の金属材料よりも高硬度の第2の金属材料で作製した。この第2の金属材料は、例えば、タングステン(W)を含有する合金材料とした。なお、この第2の金属材料は、タングステン(W)でもよい。要は、この第2の金属材料は、上記第1の金属材料よりも硬度の高い材料であればよく、上記第1の金属材料は、上記第1の金属材料よりも導電性の高い材料であればよい。 The second probe needles 30a to 30d were made of a second metal material having a hardness higher than that of the first metal material. For example, the second metal material is an alloy material containing tungsten (W). The second metal material may be tungsten (W). In short, the second metal material may be a material having a higher hardness than the first metal material, and the first metal material is a material having a higher conductivity than the first metal material. I just need it.
上記構成のプローブカード1を使用して、上記半導体集積回路チップ31,32と同様の半導体集積回路チップが複数個作り込まれた半導体ウエハのテストを行う手順を、図7のフローチャートと図6のウエハマップを参照しながら説明する。
A procedure for testing a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor integrated circuit chips similar to the semiconductor integrated
なお、プローブカード1はプローバ(図示せず)に固定されており、このプローバ内でウエハ59を載せているウエハステージが移動することにより、ウエハ59に対してプローブカード1を相対移動させている。
Note that the
1枚の半導体ウエハ59のウエハテストを行う場合、ステップS1では、ウエハステージを移動させてウエハ59をプローブカード1に対して移動させて、プローブカード1を、図6のウエハマップで、ウエハ59の一番上の行の半導体集積回路チップ「1」〜「4」が並んでいる行に移動させる。この「」の中の数字は、試験が行われる順番を示している。
When performing a wafer test on one
次に、ステップS2に進み、上記ウエハステージを移動させて、プローブカード1を、ウエハ59に対して、図6のウエハマップにおいて左方向に移動させて、第2のプローブ針30a〜30dを、左端の半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」…)の各パッドに対向する位置にする。
Next, proceeding to step S2, the wafer stage is moved, the
このステップS2では、上記左端の半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」…)の各パッドに、第2プローブ針30a〜30dを接触させることで上記左端の半導体集積回路チップのパッド表面の空気中で形成された酸化膜を破壊する。その時、第2プローブ針30a〜30dで削り取られたパッド屑などの異物は第2プローブ部に付着するかチップ上のパッドが存在しない位置へ散乱する。 In step S2, the second probe needles 30a to 30d are brought into contact with the pads of the leftmost semiconductor integrated circuit chip “1” (or “5”, “13”, “23”. The oxide film formed in the air on the pad surface of the semiconductor integrated circuit chip is destroyed. At that time, foreign matter such as pad scraps scraped off by the second probe needles 30a to 30d adheres to the second probe portion or is scattered to a position where there is no pad on the chip.
また、このとき、第1プローブ針29a〜29dは半導体ウエハ上で半導体集積回路チップが形成されていない箇所に接触する。 At this time, the first probe needles 29a to 29d are in contact with a portion on the semiconductor wafer where the semiconductor integrated circuit chip is not formed.
次に、ステップS3に進み、図6において、ウエハステージを左方向に移動させることにより、プローブカード1に対してウエハ59を左の方向に半導体集積回路チップの横配列の1ピッチ分だけ移動させる。これにより、プローブカード1はウエハ59に対する測定位置を、図6において、上記1ピッチ分だけ右方向に移動する。これにより、プローブカード1の第2プローブ針30a〜30dは、図6のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「1+i」(または「5+i」,「13+i」,「23+i」… )の各パッドに接触する。ここで、iは、各行におけるステップS3の実行回数を表し、各行におけるプローブカード1の測定位置の右方向への移動回数である。例えば、1行目において、ステップS3の実行が1回目で、右方向への移動回数が1回目の場合、上記「1+i」は、「1+1」であるから、図6のウエハマップにおいて「2」を表している。
In step S3, the wafer stage is moved leftward in FIG. 6 to move the
したがって、このステップS3では、プローブカード1の第2プローブ針30a〜30dは、図6の符号「1+i」(または「5+i」,「13+i」,「23+i」… )の半導体集積回路チップの各パッドに接触し、この半導体集積回路チップ「1+i」(または「5+i」,「13+i」,「23+i」… )の各パッド表面の酸化膜を破壊する。
Accordingly, in this step S3, the second probe needles 30a to 30d of the
一方、第1プローブ針29a〜29dは、図6のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の各パッドに接触する。この符号「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の半導体集積回路チップの各パッドは、第2プローブ針30a〜30dによって、表面の酸化膜が破壊されているので、第1のプローブ針29a〜29dを半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)のパッドに導電性良く接触させることができる。よって、ICテスタによる正常な試験ができなくなるといった問題の発生を最小限に止めることができる。 On the other hand, the first probe needles 29a to 29d are in contact with the pads of the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...) In the wafer map of FIG. Since each pad of the semiconductor integrated circuit chip of the symbol “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...) Has a surface oxide film destroyed by the second probe needles 30a to 30d, The first probe needles 29a to 29d can be brought into contact with the pads of the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...) With high conductivity. Therefore, it is possible to minimize the occurrence of a problem that a normal test by the IC tester cannot be performed.
また、上記第2のプローブ針30a〜30dで半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の各パッドから削り取られた異物は、第2プローブ針30a〜30dに付着する。また、第2プローブ針30a〜30dによって半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の各パッド表面の酸化膜が破壊されている。また、この第1のプローブ針29a〜29dの構成材料が低硬度であることから、第1のプローブ針29a〜29dを、半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の各パッドに低針圧で接触させても上記各パッドに電気的に導通できる。したがって、第1のプローブ針29a〜29dに削り取られるパッド屑などの異物発生量を少量にできる。 In addition, the foreign matter scraped from each pad of the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...) By the second probe needles 30a to 30d is second probe needles 30a to 30d. It adheres to 30d. Further, the oxide films on the pad surfaces of the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...) Are destroyed by the second probe needles 30a to 30d. In addition, since the constituent material of the first probe needles 29a to 29d is low in hardness, the first probe needles 29a to 29d are connected to the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “ 22 + i ”...)) Can be electrically connected to the pads even if they are brought into contact with each pad at a low needle pressure. Accordingly, the amount of foreign matter such as pad scraps scraped off by the first probe needles 29a to 29d can be reduced.
また、図1,図2の第2プローブ針30a〜30dの先端部30a−1〜30d−1の長さに比べて、第1プローブ針29a〜29dの先端部29a−1〜29d−1の長さを5μm〜10μm程度だけ短く設定した場合には、第1プローブ部が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物の発生量をさらに低減することも可能である。
Also, the lengths of the tip portions 29a-1 to 29d-1 of the first probe needles 29a to 29d are longer than the lengths of the
したがって、第1プローブ針29a〜29dが半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の各パッドに接触した時に第1プローブ針29a〜29dに異物が付着する確率を最小限に止めることができる。 Therefore, when the first probe needles 29a to 29d come into contact with the pads of the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...), Foreign matter adheres to the first probe needles 29a to 29d. The probability of doing can be minimized.
したがって、このステップS3では、第1プローブ針29a〜29dを上記半導体集積回路チップの各パッドに導電性良く電気的に安定に接触させることができる。 Therefore, in this step S3, the first probe needles 29a to 29d can be brought into electrical stable contact with good conductivity to each pad of the semiconductor integrated circuit chip.
次のステップS4では、このプローブカード1の第1プローブ針29a〜29dを介して、ICテスタから測定対象の半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)へ半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の内部回路を駆動するための電源電圧や接地電位を供給する。そして、このプローブカード1を介して、ICテスタから半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の内部回路への電気的な信号の入力し、半導体集積回路チップ「i」(または「4+i」,「12+i」,「22+i」…)の内部回路からICテスタへ信号を出力して、電気的な試験を行う。
In the next step S4, the semiconductor integrated circuit chip “i” (or “4 + i”, “12 + i”, “22 + i”...) Is measured from the IC tester via the first probe needles 29a to 29d of the
上記プローブカード1によれば、上記信号の伝達を良好に行うことができるので、ウエハテスト工程でのスループットを改善できる。つまり、このプローブカード1によれば、パッド屑に起因するプローブ針29a〜29dの接触不良を防いで電気的に安定した状態で半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行える。
According to the
次に、ステップS5に進み、プローブカード1の第1のプローブ針29a〜29dが接触している半導体集積回路チップが、図6のウエハマップにおいて、右端の半導体集積回路チップ「4」,「12」,「22」…であるか否かを確認し、右端の半導体集積回路チップであることを確認すれば、次のステップS6へ進む。一方、ステップS5において、第1のプローブ針29a〜29dが接触している半導体集積回路チップが、右端の半導体集積回路チップでないことを確認すれば、ステップS3に戻る。
Next, the process proceeds to step S5, where the semiconductor integrated circuit chips that are in contact with the first probe needles 29a to 29d of the
ステップS6では、ウエハステージを駆動して、ウエハ59に対するプローブカード1の位置を、図6において、半導体集積回路チップの縦配列の1ピッチ分だけ下方向へ移動させる。
In step S6, the wafer stage is driven to move the position of the
次に、ステップS7に進み、移動した行に測定対象の半導体集積回路が存在するか否かを確認し、存在する場合には、ステップS2に戻り、存在しない場合には、このウエハテストを終了する。 Next, the process proceeds to step S7, where it is confirmed whether or not the measurement target semiconductor integrated circuit exists in the moved row. If it exists, the process returns to step S2, and if it does not exist, the wafer test is terminated. To do.
尚、この第1実施形態のプローブカード1では、図1において、第1のプローブ針29a〜29dを左側に配置し、第2のプローブ針30a〜30dを右側に配置したが、逆に、第1のプローブ針29a〜29dを右側に配置し、第2のプローブ針30a〜30dを左側に配置してもよい。この場合は、1枚のウエハ内に形成される半導体集積回路チップのウエハテストの実行順が図6において右端に形成される半導体集積回路チップから開始し、プローブカードを対向させる半導体集積回路チップを、図6において左向きに移動させながら、半導体ウエハ上に形成された全ての半導体集積回路チップの試験を行う。
In the
また、図1において、プローブカード1の開口部1A内の上側に第1のプローブ針29a〜29dを配置し、開口部1A内の下側に第2のプローブ針30a〜30dを配置してもよい。すなわち、図1において、プローブカード1を時計回りに90°だけ回転させたものであってもよい。この場合、ウエハテストは、図5のウエハマップに示す順序で行うことができる。すなわち、図5に示すウエハ55において、左上に位置する半導体集積回路チップ「1」(1番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)から順次右側に形成された半導体集積回路チップ「2」、「3」、「4」の試験を行っていく(右向インデックス)。そして、右端の半導体集積回路チップ「4」(4番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験の終了後、次に、1段下側の右端の半導体集積回路チップ「5」(5番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験を行い、順次左側に形成された半導体集積回路チップ「6」、「7」…の試験を行っていく(左向インデックス)。このように、右向インデックスと左向インデックスを交互に繰り返しながら半導体ウエハに形成された全ての半導体集積回路チップの試験を順次行っていく。なお、プローブカードはプローバに固定されているので、このプローバ内でウエハを載せているウエハステージを移動させることにより、ウエハを任意の位置に移動させることで、プローブカードに接触させる半導体集積回路チップを交替させている。
Further, in FIG. 1, the first probe needles 29a to 29d are arranged on the upper side in the
要は、ウエハテストの試験対象となる半導体集積回路チップの各パッドに対して、第2プローブ針30a〜30dが接触した後に、第1プローブ針29a〜29dを接触させることによって、上述の如く、この第1プローブ針29a〜29dと測定対象の半導体集積回路チップの各パッドとの間で電気的に安定した接触が得られ、テスタによる電気的な試験を正常に行うことが可能となる。 In short, the first probe needles 29a to 29d are brought into contact with the pads of the semiconductor integrated circuit chip to be tested in the wafer test after the second probe needles 30a to 30d are brought into contact with each other, as described above. Electrically stable contact is obtained between the first probe needles 29a to 29d and each pad of the semiconductor integrated circuit chip to be measured, and an electrical test by a tester can be normally performed.
(第2の実施の形態)
次に、図3に、この発明に係る半導体集積回路チップのウエハテスト用のプローブカードの第2実施形態を示す。図3は、このプローブカード72を、隣接する3つの半導体集積回路チップ49,50,51に接触させている状態を上方から下方に見た様子を示す。また、図4に、図3のA−A断面を示す。なお、図3,図4では、ウエハに作り込まれた複数の半導体集積回路チップの内の隣接する3つだけを記載している。
(Second embodiment)
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of a probe card for wafer test of a semiconductor integrated circuit chip according to the present invention. FIG. 3 shows a state in which the
図3に示すように、半導体集積回路チップ49,51は、四辺に沿って配置されたn個のパッド49A〜49D,51A〜51Dを有する。また、半導体集積回路チップ50も、半導体集積回路チップ49,51と同様、四辺に沿って配置されたn個のパッドを有する。
As shown in FIG. 3, the semiconductor integrated
一方、このプローブカード72は、図3,図4に示すように、中央に略四角形状の開口45Aを有するプローブカード基板45と、このプローブカード基板45の上面に開口45Aの縁に沿って取り付けられた略四角枠状のプローブカード補強板44とを有する。このプローブカード補強板44は、後述する第1,第2のプローブ針46a〜46d,47a〜47dが半導体集積回路チップ49,51のパッド49A〜49D,51A〜51Dに接触した際に発生する圧力でプローブカード基板45が変形するのを防止する。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the
また、図4に示すように、この基板45の下面には、開口45Aの縁の対向する2辺に沿ってスペーサ42,43が取り付けられている。また、図4には示さないが図3に示すように、開口45Aの縁の対向する残りの2辺に沿って、プローブカード基板45の下面にスペーサ42,43と同様の2つのスペーサ52,53が取り付けられている。上記プローブカード基板45の開口45A,補強板44,4つのスペーサ42,43,52,53がこのプローブカード72の開口部72Aを構成している。
As shown in FIG. 4,
このプローブカード72は、開口部72Aの1辺に沿って配列されていると共にプローブカード基板45の周辺部45Bからスペーサ42を貫いて、開口部72Aに突き出している複数の第1のプローブ針46a,46cを有する。図3に示すように、この複数の第1のプローブ針46aは、それぞれ、半導体集積回路チップ49の一辺に沿って配列されたパッド49Aに接触する。また、複数の第1の第1のプローブ針46cは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド49Cに接触する。
The
また、図3に示すように、このプローブカード72は、開口部72Aの対向する2辺に沿って配列されていると共に、プローブカード72の周辺部72Bからスペーサ52,53を貫いて、開口部72Aに突き出している複数の第1のプローブ針46b,46dを有する。複数の第1のプローブ針46b,46dは、それぞれ、半導体集積回路チップ49の対向する2辺に沿って配列されたパッド49B,49Dに接触する。上記第1のプローブ針46a〜46dが第1のプローブ部を構成している。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、図3,図4に示すように、このプローブカード72は、開口部72Aの1辺に沿って配列されると共にプローブカード72の周辺部72Bからスペーサ43を貫いて、開口部72Aに突き出している複数の第2のプローブ針47a,47cを有する。図3に示すように、この複数の第2のプローブ針47aは、それぞれ、半導体集積回路チップ51の一辺に沿って配列されたパッド51Aに接触する。また、複数の第2のプローブ針47cは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド51Cに接触する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、図3に示すように、このプローブカード72は、開口部72Aの対向する2辺に沿って配列されていると共にプローブカード72の周辺部72Bからスペーサ43を貫いて、開口部72Aに突き出している複数の第2のプローブ針47b,47dを有する。複数の第2のプローブ針47b,47dは、それぞれ、半導体集積回路チップ51の対向する2辺に沿って配列されたパッド51B,51Dに接触する。上記第2のプローブ針47a〜47dが第2のプローブ部を構成している。
Further, as shown in FIG. 3, the
上記第1のプローブ針46a〜46dは、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)から選択される第1の金属材料で作製されている。なお、第1のプローブ針46a〜46dを作製する第1の金属材料を、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料としてもよい。 The first probe needles 46a to 46d are made of a first metal material selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and palladium (Pd). The first metal material for producing the first probe needles 46a to 46d contains a plurality of metals selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and palladium (Pd). An alloy material may be used.
また、上記第2のプローブ針47a〜47dは、上記第1の金属材料よりも高硬度の第2の金属材料で作製した。この第2の金属材料は、例えば、タングステン(W)を含有する合金材料とした。なお、この第2の金属材料は、タングステン(W)でもよい。要は、この第2の金属材料は、上記第1の金属材料よりも硬度の高い材料であればよく、上記第1の金属材料は、上記第1の金属材料よりも導電性の高い材料であればよい。さらに、この第2の実施形態では、上記第1のプローブ部と第2のプローブ部との間に配置された異物吸着部材48を備える。この異物吸着部材48は、プローブカード基板45に取り付けられていて、図3,図4に示すように、略直方体形状であり、半導体集積回路チップ49と51との間に位置する半導体集積回路チップ50の表面に接触する。この異物吸着部材48は、弾力性のある粘着シートもしくは粘着ゴムで作製されている。この異物吸着部材48は、半導体集積回路チップ50の表面に付着したパッド屑などの異物を吸着する。なお、この異物吸着部材48は、粘着シートや粘着ゴムに限らず、他の粘着性を有する材料で作製してもよい。
Further, the second probe needles 47a to 47d were made of a second metal material having a hardness higher than that of the first metal material. For example, the second metal material is an alloy material containing tungsten (W). The second metal material may be tungsten (W). In short, the second metal material may be a material having a higher hardness than the first metal material, and the first metal material is a material having higher conductivity than the first metal material. I just need it. Furthermore, the second embodiment includes a foreign
上記構成のプローブカード72を使用して、上記半導体集積回路チップ49,50,51と同様の半導体集積回路チップが複数個作り込まれた半導体ウエハのテストを行う手順を、図8のフローチャートと図6のウエハマップを参照しながら説明する。なお、プローブカード72はプローバ(図示せず)に固定されており、このプローバ内でウエハ59を載せているウエハステージが移動することにより、ウエハ59に対してプローブカード72を相対移動させている。
A procedure for testing a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor integrated circuit chips similar to the semiconductor integrated
1枚の半導体ウエハ59のウエハテストを行う場合、ステップS11では、ウエハステージを移動させてウエハ59をプローブカード72に対して移動させて、プローブカード72を、図6のウエハマップで、ウエハ59の一番上の行の半導体集積回路チップ「1」〜「4」が並んでいる行に移動させる。この「」の中の数字は、試験が行われる順番を示している。
When performing a wafer test on one
次に、ステップS12に進み、上記ウエハステージを移動させて、プローブカード72を、ウエハ59に対して、図6のウエハマップにおいて左方向に移動させて、第2のプローブ針47a〜47dを、左端の半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」…)の各パッドに対向する位置にする。
Next, proceeding to step S12, the wafer stage is moved, the
このステップS12では、上記左端の半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」…)の各パッドに、第2プローブ針47a〜47dを接触させることで上記左端の半導体集積回路チップのパッド表面の酸化膜を破壊する。その時、プローブカード72の第2プローブ針47a〜47dと上記パッドとの接触により削り取られたパッド屑などの異物は第2プローブ部に付着するかチップ上のパッドが存在しない位置へ散乱する。
In this step S12, the second probe needles 47a to 47d are brought into contact with the pads of the leftmost semiconductor integrated circuit chip “1” (or “5”, “13”, “23”. The oxide film on the pad surface of the semiconductor integrated circuit chip is destroyed. At that time, foreign matters such as pad scraps scraped by contact between the second probe needles 47a to 47d of the
このとき、第1プローブ針46a〜46dと異物吸着部材48は半導体ウエハ59上で半導体集積回路チップが形成されていない箇所に接触する。
At this time, the first probe needles 46 a to 46 d and the foreign
次に、ステップS13に進み、図6において、ウエハステージを左方向に移動させることにより、プローブカード72に対してウエハ59を左の方向に半導体集積回路チップの横配列の1ピッチ分だけ移動させる。これにより、プローブカード72はウエハ59に対する測定位置を、図6において、上記1ピッチ分だけ右方向に移動する。これにより、プローブカード72の第2プローブ針47a〜47dは、図6のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「2」(または「6」,「14」,「24」… )の各パッドに接触し、この各パッド表面の空気中で形成された酸化膜を破壊する。
Next, the process proceeds to step S13, and in FIG. 6, the wafer stage is moved leftward to move the
一方、異物吸着部材48は、図6のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」… )の各パッドに接触する。この符号「1」(または「5」,「13」,「23」… )の半導体集積回路チップの各パッドは、第2プローブ針47a〜47dによって、表面の酸化膜が破壊されている。異物吸着部材48は、この半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」… )の表面に第2プローブ針47a〜47dに付着せずに残存し散乱したパッド屑等の異物を吸着する。これにより、この半導体集積回路チップ「1」(または「5」,「13」,「23」… )の表面の異物を略完全に除去できる。このステップS13では、第1プローブ針46a〜46dは、半導体ウエハ59上で半導体集積回路チップが形成されていない箇所に接触する。
On the other hand, the foreign
次に、ステップS14に進み、図6において、ウエハステージを左方向に移動させることにより、プローブカード72に対してウエハ59を左の方向に半導体集積回路チップの横配列の1ピッチ分だけ移動させる。これにより、プローブカード72はウエハ59に対する測定位置を、図6において、上記1ピッチ分だけ右方向に移動する。これにより、プローブカード72の第2プローブ針47a〜47dは、図6のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「2+j」(または「6+j」,「14+j」,「24+j」… )の各パッドに接触し、この各パッド表面の酸化膜を破壊する。ここで、jは、各行におけるステップS14の実行回数を表し、各行におけるプローブカード72の測定位置の右方向への移動回数−1である。例えば、1行目においてステップS14の実行が1回目で、右方向への移動回数が2回目の場合、上記「2+j」は、「2+1」であるから、図6のウエハマップにおいて「3」を表している。
In step S14, the wafer stage is moved leftward in FIG. 6 to move the
一方、異物吸着部材48は、図6のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「1+j」(または「5+j」,「13+j」,「23+j」… )の各パッドに接触する。この符号「1+j」(または「5+j」,「13+j」,「23+j」… )の半導体集積回路チップの各パッドは、第2プローブ針47a〜47dによって、表面の酸化膜が破壊されている。異物吸着部材48は、この半導体集積回路チップ「1+j」(または「5+j」,「13+j」,「23+j」… )の表面に第2プローブ針47a〜47dに付着せずに残存し散乱したパッド屑等の異物を吸着する。これにより、この半導体集積回路チップ「1+j」(または「5+j」,「13+j」,「23+j」… )の表面の異物を略完全に除去できる。
On the other hand, the foreign
また、このステップS14では、第1のプローブ針46a〜46dは、半導体集積回路チップ「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)の各パッドに接触する。この符号「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)の半導体集積回路チップの各パッドは、第2プローブ針47a〜47dによって表面の酸化膜が破壊され、かつ、異物吸着部材48によって、表面のパッド屑等の残存異物が略完全に除去されている。
In step S14, the first probe needles 46a to 46d are in contact with the pads of the semiconductor integrated circuit chip “j” (or “4 + j”, “12 + j”, “22 + j”...). Each pad of the semiconductor integrated circuit chip of the symbol “j” (or “4 + j”, “12 + j”, “22 + j”...) Has its surface oxidized film destroyed by the second probe needles 47a to 47d, and foreign matter is adsorbed. Residual foreign matter such as pad scraps on the surface is removed almost completely by the
しかも、第1プローブ部は第1プローブ針46a〜46dの材料が低硬度であることから、低針圧で各パッドに接触させることが可能で半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物の発生量は少ない。また、図3,図4の第2プローブ針47a〜47dの先端部47a−1〜47d−1の長さに比べて、第1プローブ針46a〜46dの先端部46a−1〜46d−1の長さを5μm〜10μm程度だけ短く設定した場合には、第1プローブ部が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物の発生量をさらに低減することも可能である。したがって、第1プローブ部への異物付着を最小限に低減することができる。 In addition, since the material of the first probe needles 46a to 46d has a low hardness, the first probe portion can be brought into contact with each pad with a low needle pressure, and the pad generated when contacting the pad of the semiconductor integrated circuit chip. There is little generation of foreign matter such as scrap. Further, compared with the lengths of the tip portions 47a-1 to 47d-1 of the second probe needles 47a to 47d in FIGS. 3 and 4, the tip portions 46a-1 to 46d-1 of the first probe needles 46a to 46d-1 are compared. When the length is set to be shorter by about 5 μm to 10 μm, it is possible to further reduce the generation amount of foreign matters such as pad scraps generated when the first probe unit contacts the pads of the semiconductor integrated circuit chip. Therefore, foreign matter adhesion to the first probe portion can be reduced to a minimum.
したがって、このステップS14では、第1のプローブ針46a〜46dを半導体集積回路チップ「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)のパッドに電気的に安定した状態で導電性良く接触させることができる。よって、ICテスタによる正常な試験ができなくなるといった問題の発生を最小限に止めることができる。 Therefore, in this step S14, the first probe needles 46a to 46d are electrically stable on the pads of the semiconductor integrated circuit chip “j” (or “4 + j”, “12 + j”, “22 + j”...). Good contact. Therefore, it is possible to minimize the occurrence of a problem that a normal test by the IC tester cannot be performed.
次に、ステップS15に進み、このプローブカード72の第1プローブ針46a〜46dを介して、ICテスタから測定対象の半導体集積回路チップ「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)へ半導体集積回路チップ「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)の内部回路を駆動するための電源電圧や接地電位を供給する。そして、このプローブカード72を介して、ICテスタから半導体集積回路チップ「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)の内部回路への電気的な信号の入力し、半導体集積回路チップ「j」(または「4+j」,「12+j」,「22+j」…)の内部回路からICテスタへ信号を出力して、電気的な試験を行う。
In step S15, the semiconductor integrated circuit chip “j” (or “4 + j”, “12 + j”, “22 + j”) is measured from the IC tester via the first probe needles 46a to 46d of the
このプローブカード72によれば、上記信号の伝達を良好に行うことができるので、ウエハテスト工程でのスループットを改善できる。つまり、このプローブカード72よれば、パッド屑に起因する第1プローブ針46a〜46dの接触不良を防いで電気的に安定した状態で半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行える。
According to the
次に、ステップS16に進み、プローブカード72の第1のプローブ針46a〜46dが接触している半導体集積回路チップが、図6のウエハマップにおいて、右端の半導体集積回路チップ「4」,「12」,「22」…であるか否かを確認し、右端の半導体集積回路チップであることを確認すれば、次のステップS17へ進む。一方、ステップS16において、第1のプローブ針46a〜46dが接触している半導体集積回路チップが、右端の半導体集積回路チップでないことを確認すれば、ステップS14に戻る。
Next, the process proceeds to step S16, and the semiconductor integrated circuit chip in contact with the first probe needles 46a to 46d of the
ステップS17では、ウエハステージを駆動して、ウエハ59に対するプローブカード72の位置を、図6において、半導体集積回路チップの縦配列の1ピッチ分だけ下方向へ移動させる。
In step S17, the wafer stage is driven to move the position of the
次に、ステップS18に進み、移動した行に測定対象の半導体集積回路が存在するか否かを確認し、存在する場合には、ステップS12に戻り、存在しない場合には、このウエハテストを終了する。 Next, the process proceeds to step S18, where it is confirmed whether or not the semiconductor integrated circuit to be measured exists in the moved row. If it exists, the process returns to step S12, and if it does not exist, the wafer test is terminated. To do.
尚、この第2実施形態のプローブカード72では、図3において、第1のプローブ針46a〜46dを左側に配置し、第2のプローブ針47a〜47dを右側に配置したが、逆に、第1のプローブ針46a〜46dを右側に配置し、第2のプローブ針47a〜47dを左側に配置してもよい。この場合は、1枚のウエハ内に形成される半導体集積回路チップのウエハテストの実行順が図6において右端に形成される半導体集積回路チップから開始し、プローブカードが対向する半導体集積回路チップを、図6において左向きに移動させながら(左向インデックス)、半導体ウエハ上に形成された全ての半導体集積回路チップの試験を行う。
In the
また、図3において、プローブカード72の開口部72A内の上側に第1のプローブ針46a〜46dを配置し、開口部72A内の下側に第2のプローブ針47a〜47dを配置してもよい。すなわち、図3において、プローブカード72を時計回りに90°だけ回転させたものであってもよい。この場合、ウエハテストは、図5のウエハマップに示す順序で行うことができる。すなわち、図5において、左上に位置する半導体集積回路チップ「1」(1番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)から順次右側に形成された半導体集積回路チップ「2」、「3」、「4」の試験を行っていく(右向インデックス)。そして、右端の半導体集積回路チップ「4」(4番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験の終了後、次に、1段下側の右端の半導体集積回路チップ「5」(5番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験を行い、順次左側に形成された半導体集積回路チップ「6」、「7」…の試験を行っていく(左向インデックス)。このように、右向インデックスと左向インデックスを交互に繰り返しながら半導体ウエハに形成された全ての半導体集積回路チップの試験を順次行っていく。なお、プローブカードはプローバに固定されているので、このプローバ内でウエハを載せているウエハステージを移動させることにより、ウエハを任意の位置に移動させることで、プローブカードに接触させる半導体集積回路チップを交替させている。
Further, in FIG. 3, the first probe needles 46a to 46d are arranged above the
要は、ウエハテストの試験対象となる半導体集積回路チップの各パッドに対して、第2プローブ針47a〜47dが接触した後に、異物吸着部材48、第1プローブ針46a〜46dを順に接触させることによって、上述の如く、この第1プローブ針46a〜46dと測定対象の半導体集積回路チップの各パッドとの間で電気的に安定した接触が得られ、テスタによる電気的な試験を正常に行うことが可能となる。
The point is that the foreign
1、72 プローブカード
29a〜29d、46a〜46d 第1のプローブ針
30a〜30d、47a〜47d 第2のプローブ針
31、32、49、50、51 半導体集積回路チップ
31A〜31D,32A〜32D パッド
49A〜49D,51A〜51D パッド
20、45 プローブカード基板
20A、45A 開口部
21、44 プローブカード補強板
25〜28、42,43,52,53 スペーサ
48 異物吸着部材
59 ウエハ
1, 72 Probe cards 29a-29d, 46a-46d First probe needles 30a-30d, 47a-47d Second probe needles 31, 32, 49, 50, 51 Semiconductor integrated
Claims (9)
上記第1のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記半導体集積回路チップに隣接するか、もしくは、上記半導体集積回路チップとで1つ以上の半導体集積回路チップを挟んでいる半導体集積回路チップのパッドに接触する第2のプローブ針を有する第2のプローブ部とを備え、
上記第1のプローブ針は第1の金属材料で作製され、
上記第2のプローブ針は第2の金属材料で作製され、
上記第1の金属材料の導電性は上記第2の金属材料の導電性よりも高く、
上記第2の金属材料の硬度は上記第1の金属材料の硬度よりも高いことを特徴とするプローブカード。 A first probe portion having a first probe needle in contact with a pad of a semiconductor integrated circuit chip;
When the first probe needle is in contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip, one or more semiconductor integrated circuit chips are adjacent to the semiconductor integrated circuit chip or connected to the semiconductor integrated circuit chip. A second probe portion having a second probe needle that contacts a pad of the sandwiched semiconductor integrated circuit chip,
The first probe needle is made of a first metal material;
The second probe needle is made of a second metal material;
The conductivity of the first metal material is higher than the conductivity of the second metal material,
The probe card, wherein the hardness of the second metal material is higher than the hardness of the first metal material.
上記第1のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記第1のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第2のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間に、1つの半導体集積回路が存在しており、
上記第1のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第2のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間の上記1つの半導体集積回路に接触する異物吸着部材を備えたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 1,
When the first probe needle is in contact with the pad of the semiconductor integrated circuit chip, the semiconductor integrated circuit chip in which the first probe needle is in contact with the pad and the second probe needle are in contact with the pad There is one semiconductor integrated circuit between the semiconductor integrated circuit chip and
Foreign matter adsorption contacting the one semiconductor integrated circuit between the semiconductor integrated circuit chip in which the first probe needle is in contact with the pad and the semiconductor integrated circuit chip in which the second probe needle is in contact with the pad A probe card comprising a member.
上記第1の金属材料を、金(Au)あるいは銀(Ag)あるいは銅(Cu)あるいはパラジウム(Pd)としたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 1 or 2,
A probe card, wherein the first metal material is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), or palladium (Pd).
上記第1の金属材料を、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料としたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 1 or 2,
The probe card, wherein the first metal material is an alloy material containing a plurality of metals selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and palladium (Pd).
上記第2の金属材料を、タングステン(W)としたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 1 or 2,
A probe card, wherein the second metal material is tungsten (W).
上記第2の金属材料を、タングステン(W)を含有する合金材料としたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 1 or 2,
A probe card, wherein the second metal material is an alloy material containing tungsten (W).
上記異物除去部材を、弾力性のある粘着シートとしたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 2,
A probe card characterized in that the foreign substance removing member is an elastic adhesive sheet.
上記異物除去部材を、弾力性のある粘着ゴムとしたことを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 2,
A probe card, wherein the foreign matter removing member is an elastic adhesive rubber.
A semiconductor integrated circuit test method for performing a wafer test of a semiconductor integrated circuit chip using the probe card according to claim 1.
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