JP2011009561A

JP2011009561A - デバイスの検査方法

Info

Publication number: JP2011009561A
Application number: JP2009152713A
Authority: JP
Inventors: Akihito Kawai; 章仁川合
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2011-01-13

Abstract

【課題】正常なデバイスを不良品として誤認識することのないデバイスの検査方法を提供することである。
【解決手段】複数のバンプ電極が表面から突出して配設されたデバイスが分割予定ラインによって区画されて複数形成された半導体ウエーハに対して、プローブカードを用いてデバイスの品質を検査するデバイスの検査方法であって、半導体ウエーハをチャックテーブルに保持し、デバイスに配設されたバンプ電極の先端部を切削バイトで切削して各バンプ電極の頭を揃える切削工程と、該切削工程の後、プローブカードの接触子をデバイスの前記バンプ電極に接触させてデバイスの品質を検査する検査工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウエーハに複数形成された各デバイスの電気的特性を検査するデバイスの検査方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に複数形成された半導体ウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例としては、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に１００μｍ〜２００μｍ程度の高さのバンプ電極を複数形成し、これらのバンプ電極を配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる技術が実用化されている。

フリップチップボンディングでデバイスの実装を行うためには、ダイシング装置（切削装置）によって半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する前に、個々のデバイスが正常に機能するか否かを検査するために、デバイスのバンプ電極に対応した接触子を備えたプローブカードによって電気的導通を図りデバイスの品質検査を行う必要がある。

特開平５−２４３３４４号公報特開平１０−１２６７９号公報

しかし、デバイスの電極が１００μｍ〜２００μｍ突出したバンプ電極で形成されている場合には突出量に十数μｍのばらつきがあるため、検査時にプローブカードの接触子の一部がバンプ電極に接触しない場合があり、正常なデバイスが不良品として誤認識されるという問題がある。

また、プローブカードの全ての接触子がバンプ電極に接触していることを確認するために、プローブカードの構成及び制御が複雑になるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な工程を付加することにより、プローブカードの接触子の全てがデバイスのバンプ電極の全てに確実に接触することのできるデバイスの検査方法を提供することである。

本発明によると、複数のバンプ電極が表面から突出して配設されたデバイスが分割予定ラインによって区画されて複数形成された半導体ウエーハに対して、プローブカードを用いてデバイスの品質を検査するデバイスの検査方法であって、半導体ウエーハをチャックテーブルに保持し、デバイスに配設されたバンプ電極の先端部を切削バイトで切削して各バンプ電極の頭を揃える切削工程と、該切削工程の後、プローブカードの接触子をデバイスの前記バンプ電極に接触させてデバイスの品質を検査する検査工程と、を具備したことを特徴とするデバイスの検査方法が提供される。

好ましくは、プローブカードは、平坦面を備えた基板と、基板の平坦面に頭が揃って配設された複数の接触子とを備えている。

本発明によると、デバイスの表面から突出したバンプ電極の先端部を切削バイトで切削してバンプ電極の頭を揃え、その後プローブカードでデバイスの品質を検査するので、確実にプローブカードの接触子をデバイスのバンプ電極に接触させることができ、正常のデバイスが不良品として誤認識されることがない。

また、プローブカードは、平坦面を備えた基板と、基板の平坦面に取り付けられた頭が揃った複数の接触子から構成されるため、構成が簡単になるとともに、接触を確認する制御も不要になり制御の簡素化を図ることができる。

切削加工装置の外観斜視図である。半導体ウエーハの上面図である。半導体ウエーハの断面図である。切削工程の説明図である。切削工程により半導体ウエーハのバンプ電極表面に形成されるソーマークを示す模式図である。プローブカードによる検査工程の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のデバイスの検査方法を実施するのに適した切削加工装置の斜視図を示している。切削加工装置２のハウジング４は、水平ハウジング部分６と、垂直ハウジング部分８から構成される。

垂直ハウジング部分８には上下方向に延びる一対のガイドレール１２，１４が固定されている。この一対のガイドレール１２，１４に沿って切削加工ユニット１６が上下方向に移動可能に装着されている。切削加工ユニット１６は支持部２０を介して一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。

切削加工ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。スピンドル２４の先端部にはマウンタ３０が固定されており、このマウンタ３０に切削バイト５２がねじ５４で着脱可能に装着されている。

切削加工装置２は、切削加工ユニット１６を一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する切削加工ユニット送り機構４４を備えている。切削加工ユニット送り機構４４は、ボールねじ４６と、ボールねじ４６の一端部に固定されたパルスモータ４８から構成される。パルスモータ４８をパルス駆動すると、ボールねじ４６が回転し、移動基台１８の内部に固定されたボールねじ４６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。

水平ハウジング部分６の凹部１０には、チャックテーブル５０が配設されている。チャックテーブル５０は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。７０，７２は蛇腹である。

ハウジング４の水平ハウジング部分６には、第１のウエーハカセット７４と、第２のウエーハカセット７６と、ウエーハ搬送手段７８と、ウエーハ仮載置手段８０と、ウエーハ搬入手段８２と、ウエーハ搬出手段８４と、洗浄手段８６が配設されている。更に、ハウジング４の前方にはオペレータが切削加工条件等を入力する操作手段８８が設けられている。

また、水平ハウジング部分６の概略中央部には、チャックテーブル５０及び切削加工後のウエーハを洗浄する洗浄水噴射ノズル９０が設けられている。この洗浄水噴射ノズル９０は、チャックテーブル５０がウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル５０に保持された切削加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する。

図２を参照すると、半導体ウエーハ１１の平面図が示されている。半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが６００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

図３は半導体ウエーハ１１のデバイス１５部分の断面図である。シリコン基板２３上によく知られた半導体製造プロセスによりデバイス１５が形成されており、デバイス１５上には複数のバンプ電極２７が形成されている。バンプ電極２７は例えば銅等の金属から形成されており、デバイス１５の電極に接続されている。バンプ電極２７の頭の高さは±数μｍのばらつきがある。

このように構成された切削加工装置２の切削加工作業について以下に説明する。第１のウエーハカセット７４に収容された半導体ウエーハ１１は、ウエーハ搬送手段７８の上下動作及び進退動作により搬送され、ウエーハ仮載置手段８０上に載置される。

ウエーハ仮載置手段８０上に載置されたウエーハは、複数の位置決めピンによって中心合わせが行われた後に、ウエーハ搬入手段８２の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域に位置せしめられているチャックテーブル５０上に載置され、チャックテーブル５０によって吸引保持される。

このようにチャックテーブル５０がウエーハ１１を吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構を作動して、チャックテーブル５０を切削加工ユニット１６に対向する切削加工位置に位置づける。

次いで、図示しない第１リニアゲージでチャックテーブル５０の上面高さを測定するとともに、第２リニアゲージを半導体ウエーハ１１のバンプ電極２７に当接させて、バンプ電極２７を含んだウエーハ１１の高さを測定する。

二つのリニアゲージの読みの差からウエーハ１１の厚みを算出する。次いで、算出したウエーハ１１の厚みを元に、チャックテーブル５０に保持されたウエーハ１１の目標切削高さを設定する。

このように目標切削高さを設定したなら、図４に示すように切削バイト５２を矢印Ａ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させながら、チャックテーブル５０を矢印Ｙ方向に例えば２ｍｍ／秒で送ることによりバンプ電極２７を切削バイト５２で切削する。

この切削により、半導体ウエーハ１１の電極２７には図５に示すようなソーマーク３２が形成される。ソーマーク３２の間隔は例えば２０μｍ以内であり、切削バイト５２の切刃の幅が３０μｍであることから、バンプ電極２７の切削加工が終了すると、図６に示すように各バンプ電極２７の高さが一様となる。即ち、バンプ電極２７の頭が揃って配設されることになる。

このようにバンプ電極２７を切削加工してその突出高さを一様にした後、図６に示すプローブカード３４を用いてデバイス１５の検査を実施する。プローブカード３４は、平坦面４０ａを備えた基板４０と、基板４０の平坦面４０ａに頭が揃って配設された複数の接触子（プローブ）４２を含んでいる。

プローブカード３４は４個の取り付け部材３７（２個のみ図示）により図示しない検査装置のアーム３７に取り付けられている。プローブカード３４とアーム３７との間にはコイルばね３８が介装されており、これによりプローブカード３４は弾性的に、即ちその傾きを吸収可能にアーム３６に取り付けられていることになる。

プローブカード３４の各接触子４２をデバイス１５のバンプ電極２７に接触させて接触子４２及びバンプ電極２７間の電気的導通をとり、接触子４２とプローブカード３４上の配線を介して接続された図示しない検査装置からデバイス１５に所定の検査信号を供給し、この信号に応答して出力される信号を測定することによりデバイス１５の検査を実施する。

上述した実施形態のデバイスの検査方法では、デバイス１５の表面から突出したバンプ電極２７の先端部を切削バイトで切削してバンプ電極２７の頭を揃え、その後プローブカード３４でデバイス１５の品質を検査するので、確実にプローブカード３４の接触子４２をデバイス１５のバンプ電極２７に接触させることができ、正常なデバイスが不良品として誤認識されるという問題を回避できる。

また、プローブカード３４は、平坦面４０ａを備えた基板４０と、基板４０の平坦面４０ａに配設された頭が揃った複数の接触子４２から構成されるので、構成が簡単になるとともに接触子４２とバンプ電極２７の接触を確認する制御も不要になり、全体的制御も簡素化される。

２切削加工装置
１１半導体ウエーハ
１５デバイス
１６切削加工ユニット
２３基板
２７バンプ電極
３４プローブカード
４０基板
４２接触子
５０チャックテーブル
５２切削バイト

Claims

複数のバンプ電極が表面から突出して配設されたデバイスが分割予定ラインによって区画されて複数形成された半導体ウエーハに対して、プローブカードを用いてデバイスの品質を検査するデバイスの検査方法であって、
半導体ウエーハをチャックテーブルに保持し、デバイスに配設されたバンプ電極の先端部を切削バイトで切削して各バンプ電極の頭を揃える切削工程と、
該切削工程の後、プローブカードの接触子をデバイスの前記バンプ電極に接触させてデバイスの品質を検査する検査工程と、
を具備したことを特徴とするデバイスの検査方法。
該プローブカードは、平坦面を備えた基板と、該基板の平坦面に頭が揃って配設された複数の接触子とを有する請求項１記載のデバイスの検査方法。