JP2015141985A - 検査装置、及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップのＴＳＶ不良を検査可能な検査装置、及び検査方法を提供すること。【解決手段】シリコン基板を貫通するビアを含む半導体チップに対する検査装置であって、電子ビームを放出可能な第１針（７−１）と、前記ビアが導通したか否かの結果（“Ｌ”or“Ｈ”）を検知するセンス部（４）と、前記ビアの位置情報（点線丸情報）を保持し、前記位置情報（点線丸情報）に基づき前記第１針（７−１）を所定の位置まで移動させ、このビア（ＴＳＶ）に前記電子ビームを放出するよう制御し、前記結果（“Ｌ”or“Ｈ”）と、前記位置情報（点線丸情報）と、を対応付ける制御部（５）とを備える。【選択図】図２

Description

実施形態は、検査装置、及び検査方法に関する。

半導体チップを複数段積層させ、半導体装置を作成する。この際、各半導体チップを貫通し、各半導体チップに外部電圧を供給するスルーシリコンビア（以下、ＴＳＶ）が知られている。

特開２０１２−１５６０２６号公報

本実施形態は、半導体チップのＴＳＶ不良を検査可能な検査装置、及び検査方法を提供する。

実施形態に係る検査装置によれば、シリコン基板を貫通するビアを含む半導体チップに対する検査装置であって、電子ビームを放出可能な第１針と、前記ビアが導通したか否かの結果を検知するセンス部と、前記ビアの位置情報を保持し、前記位置情報に基づき前記第１針を所定の位置まで移動させ、このビアに前記電子ビームを放出するよう制御し、前記結果と、前記位置情報と、を対応付ける制御部とを備える。

第１の実施形態に係るシリコンウェハ、及び導電性シートの全体図であって、図１（ａ）はシリコンウェハの上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ´に沿った断面図であり、図１（ｃ）は半導体チップを複数段積層させた概念図。 第１の実施形態に係る検査装置の全体構成図。 第１の実施形態に係るチップの拡大図であって、図３（ａ）はマクロアライメントの手法を示した概念図であり、図３（ｂ）はミクロアライメントの手法を示した概念図。 第１の実施形態に係るＴＳＶの不良を検知するためのフローチャート。 第１の実施形態に係る図４に示したステップＳ１の詳細のフローチャート。 第１の実施形態に係る図４に示したステップＳ３の詳細のフローチャート。 第１の実施形態に係るモニタに出力された半導体チップ毎の検査結果の概念図。 第２の実施形態に係るシリコンウェハ、及び導電性シートの全体図であって、図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の断面図。 第２の実施形態に係る検査装置の全体構成図。 第３の実施形態に係るシリコンウェハ、及び導電性シートの全体図。 第３の実施形態に係る検査装置の全体構成図。 第２実施形態に係る駆動信号及び出力信号のタイムチャート。 第３の実施形態に係るＴＳＶの不良を検知するためのフローチャート。 第４の実施形態に係る検査装置の拡大図。 第４の実施形態に係る検査装置の断面図。 第４の実施形態に係る検査装置の動作を示す概念図。

本実施形態に係る検査装置は、半導体チップをシリコンウェハから取り出す前の状態でＴＳＶに不良があるか否か（ＴＳＶのオープン不良）判定するものである。具体的には、電子ビーム吸収電流（ＥＢＡＣ）装置を用いてＴＳＶに電流を流し、この電流をアンプで検知することで導通したか否かを判断する。

[第１の実施形態]
１．シリコンウェハと導電性シート
図１（ａ）〜図１（ｃ）を用いて第１の実施形態について説明する。図１（ａ）、及び図１（ｂ）は第１の実施形態に係るシリコンウェハに後述する導電性シートが接着された状態を示す図であり、図１（ａ）は、かかる状態の上面図を示し、図１（ｂ）はＩ−Ｉ´に沿った断面図である。

図１（ａ）に示すように、第１の実施形態に係るシリコンウェハは、複数の半導体チップを含む。この複数の半導体チップは、マトリックス状に配置される。通常、半導体チップを形成したのちに、例えばダイソートテスト（以下、ＤＳテストとも呼ぶ）を行い、良品と判断された半導体チップをシリコンウェハから取り出す。

本実施形態では、ＤＳテストを行ったのちに、シリコンウェハの裏面を導電性シート２に接着する。

ここで、導電性シート２は、少なくとも以下の要件を備える。

（ア）光（例えば、ＵＶ光）を照射することで粘着力が低下すること。
（イ）導電性があること。
（ウ）導電性シート２を剥がした際に、接着剤の一部がシリコンウェハに残らないこと。

なお、導電性シート２に照射する光の波長はＵＶ光（〜３５０ｎｍ）と規定したが、上記（ア）、及び（ウ）の要件を満たす導電性シート２であれば、他の波長であってもよい。また、導電性シート２は、シリコンウェハの全面と接着する必要があるため、シリコンウェハと同程度の大きさは少なくとも必要である。例えば図１に示すように円形状であってもよい。

次に、半導体チップの構成について簡潔に説明する。

図１（ｂ）に、Ｉ−Ｉ´に沿った半導体チップの断面図を示す。なお、シリコン基板１に形成された半導体素子３については図示を省略する。この半導体素子３は、例えばメモリセルアレイや周辺回路等を含む。図１（ｂ）に示すように、シリコン基板１に半導体素子（以下、半導体素子３とする。図１（ｂ）参照）を形成して、半導体チップを形成する。

このシリコン基板１、及び半導体素子３を貫通するように、ＴＳＶ１〜ＴＳＶ３が形成される。ここでは、一例として３つのＴＳＶを示しているが、ＴＳＶの数に限りはない。

また、図１（ｂ）に示すように、ＴＳＶ１〜ＴＳＶ３の裏面は、上述した導電性シート２に接着される。このとき、導電性シート２はＴＳＶ１〜ＴＳＶ３と電気的に接続される。

図１（ｃ）に示すように、例えば複数の半導体チップを積層して（例えば１０段）、半導体装置を形成する。この半導体装置は、例えばＳＤカード^ＴＭや、ＳＳＤ^ＴＭに搭載される。

図１（ｃ）に複数段の半導体チップが積層された様子を示す。図１（ｃ）に示すように、複数の半導体チップが各々半導体チップにあるＴＳＶを介して電気的に接続される。このＴＳＶに例えばＢＧＡの半田ボールを介して外部から電圧を供給することで、半導体チップ内の半導体素子を駆動する。すなわち、複数のＴＳＶのうち１つのＴＳＶにオープン不良があると、正常に駆動しない半導体チップが存在する場合がある。オープン不良としては、例えばＴＳＶにボイドが含まれＴＳＶの上下端が電気的に接続されていない不良がある。

本実施形態では、以下説明するＥＢＡＣを用いて、半導体チップをシリコンウェハから取り出す前に半導体チップ内のＴＳＶの不良を検査する。

２．検査装置の構成例
図２は、第１の実施形態に係る検査装置の構成を示す全体構成例である。ここではＥＢＡＣに上記半導体素子を積層させたシリコンウェハをセットした様子を示す。

図２に示すように、ＥＢＡＣ１０は、電流計４（図中、Ａと表記）、制御部５（図中、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒと表記）、パーソナルコンピュータ６（図中、ＰＣと表記、以下ＰＣと呼ぶ）、及び針７を備える。

制御部５は、針７の制御を行う。具体的には、制御部５は、半導体チップ内に設けられた所望のＴＳＶまで針７を移動させたのち、針７からＴＳＶに向かって電子ビームを放出するよう針７を制御する。

この様子を図２の拡大図に示す。拡大図に示すように、ＴＳＶに不良がない場合には、針７から放出された電子ビームによって、電流がＴＳＶを介して導電性シート２に流れる（図中、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐａｓｓ）。

他方で、ＴＳＶに不良がある場合には、針７から電子ビームが放出されたとしても、電流が導電性シート２に流れない。

電流計４の入力端は導電性シート２に接続され、電流計の出力端は制御部５に接続される。

すなわち、電流計４はＴＳＶ、及び導電性シート２を介してＴＳＶに流れる電流値を検知して、その電流値を出力端から制御部５に出力する。

検査結果とは例えば１ｐＡ、１００μＡである。

制御部５は、Ａ／Ｄ変換器５１、及びバッファ５０を備える。なお、本実施形態ではＡ／Ｄ変換器５１、及びバッファ５０が制御部５に含まれる形態を示したが、これに限られず、Ａ／Ｄ変換器５１、及びバッファ５０が制御部５と別に設けられていてもよい。
Ａ／Ｄ変換器５１は、電流計４から供給された電流値（アナログ値）をデジタル値へと変換する。変換された電流値は“Ｌ”レベル（“０”）又は“Ｈ”レベル（“１”）の電圧レベルであり、ＴＳＶが導通し、ＴＳＶに電流が流れると電圧レベルが“Ｈ”レベルとなる。Ａ／Ｄ変換器５１は、変換した電流値をバッファ５０に供給する。

バッファ５０は、Ａ／Ｄ変換された電流値と、半導体チップ内に設けられた複数のＴＳＶの位置（Ｘ座標、Ｙ座標）のデータと、を保持する。この位置データ（以下、位置情報とも呼ぶことがある）は、検査する対象のＴＳＶの位置を特定するためのデータである。このデータは、例えば後述するＰＣの入出力部６０を介してメモリ６２（図中、Ｉ／Ｏと表記）から入力され次いで制御部５はこのデータをバッファ５０に保持する。

なお、位置データは、図示せぬキーボードからＰＣに入力される。またこの場合に限られず、例えば外部の記憶端末に保持されたＣＡＤデータを読み込むことで、位置データがバッファ５０内に保持されてもよい。

制御部５は上記位置情報を用いて、後述するシリコンウェハのアライメントの際の半導体チップのカウントを行う。制御部５は位置情報に基づいてＹ座標毎のＸ方向へ配置された半導体チップの数を把握している。このため、制御部５はこの位置情報に基づいてＹ座標毎の半導体チップの数をカウントする。

制御部５は、ＴＳＶに電流が流れるか否かの検査をする際には、このバッファ５０のデータに基づき、針７を駆動させ所定のＴＳＶにまで移動させたのち、針７に例えばパルス状の駆動信号を供給する。その結果、制御部５は針７にＴＳＶに向けて電子ビームを放出させる。

更に制御部５は、電流計４から検知結果（“Ｌ”または“Ｈ”レベル）を受けて、これをＴＳＶの位置情報と対応付けてバッファ５０に記憶させる。

制御部５は、バッファ５０に保持させた位置情報と、対応付けられた検査結果を入出力部６０を介してメモリ６２に出力する。これにより、モニタ６１は座標と共に表示された各ＴＳＶの検査結果を表示する。

ＰＣ６は入出力部６０、モニタ６１、メモリ６２、及びＣＰＵ６３を備える。
入出力部６０は、制御部５とパーソナルコンピュータ６とのデータの授受を担う。具体的には、バッファ５０から供給された検査結果、及び位置情報をメモリ６２に出力し、またメモリ６２から供給されたＴＳＶの位置情報をバッファ５０へと出力する。

モニタ６１は、ＣＰＵ６３によってメモリ６２から供給されたＴＳＶの位置情報と、この位置情報に対応付けされた検知結果と、を表示する。なお、モニタ６１に出力されるデータは、電流計４からの出力が“Ｌ”レベルであるＴＳＶのみでも良いし、全ての検査結果であっても良い。

メモリ６２は、バッファ５０から供給された検査結果、及び位置情報を保持し、これをＣＰＵ６３の制御に従ってモニタ６１に出力する。

なおメモリ６２が、ＴＳＶの位置情報を保持していてもよい。この場合、上述したように、メモリ６２の位置情報が入出力部６０を介してバッファ５０に転送される。

ＣＰＵ６３は、パーソナルコンピュータ６の動作を制御する。具体的には、入出力部６０を介した制御部５とのデータの授受や、メモリ６２、モニタ６１の制御を行う。

３．アライメント方法
次に、本実施形態のアライメント方法について図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて説明する。本実施形態のアライメント方法は、マクロアライメントとミクロアライメントを含む。以下、マクロアライメントとミクロアライメントそれぞれについて説明する。

図３（ａ）はマクロアライメントの概念図を示し、図３（ｂ）はミクロアライメントの概念図を示す。

３−１．マクロアライメント
図３（ａ）に示すように各々の半導体チップには、例えば右隅にアライメント用の刻印が刻まれている。マクロアライメントでは、制御部５がこの刻印に沿ってアライメント用モニタ（針７にモニタが付属されていれば、針７）を用いて例えば右から左へと移動させる。

例えば、アライメント用モニタを一番左端から右へ１０個移動させ、その１０個目の半導体チップの右隅に設けられた刻印が、所定の位置からずれている場合、制御部５は所望の位置に対してシリコンウェハの向き（例えばＸ座標、Ｙ座標、又はθ）がずれているものと判断し、このシリコンウェハを所定の位置に修正するか、所定の角度だけ回転させる。なお、手動でシリコンウェハの位置を修正しても良いし、制御部５によって自動的にシリコンウェハの位置を修正、または回転させても良いものとする。

シリコンウェハの位置を修正、または回転させ、その後針７を更に例えば１０個右へ移動した結果、その２０個目の半導体チップの右隅に設けられた刻印が、所定の位置にあれば、マクロアライメントは完了する。

当然、例えば２０個目の半導体チップの右隅に設けられた刻印が、所定の位置からずれていれば、このずれが無くなるまでシリコンウェハの位置の修正と右方向への移動とを繰り返す。

なお、マクロアライメント方法として、針７を左端から右端へと移動したが、シリコンウェハの上端から下端へと移動してアライメントを行っても良い。この場合も、アライメント用モニタを一番右端まで移動し、所定の数よりもチップが足りない、又は多い場合には、所望の位置に対してシリコンウェハの向き（例えばＸ座標、Ｙ座標、又はθ）がずれているものと判断し、このシリコンウェハを所定の位置の修正、または所定の角度だけ回転させる。

３−２．ミクロアライメント
次に図３（ｂ）を用いてミクロアライメントについて説明する。ミクロアライメントでは、図３（ｂ）に示すようにアライメント用モニタを用いて事前に設定した点線丸にＴＳＶを一致させる。

具体的には、アライメント用モニタを用いてモニタ６１に拡大した半導体チップを表示させ、バッファ５０が保持するＴＳＶの位置情報（図４（ｂ）中、点線丸）にＴＳＶを一致させる。なお、制御部５によってミクロアライメントが行われる。これにより、バッファ５０が保持するＴＳＶの保持情報（点線丸の位置情報）に基づいて針７を所定のＴＳＶに移動させることができる。

４．検査装置の動作
４−１．動作１
次に図４を用いて検査装置１０の動作について説明する。図４は検査装置１０の動作を示したフローチャートである。
まずシリコンウェハ（図中、試料と表記）をＥＢＡＣ１０の試料台にセットし（ステップＳ１）、次いで導電性シート２、及びシリコンウェハのそれぞれに電流計４の入力端を接触される。その結果、導電性シート２と電流計４の入力端は電気的に接続される（Ｓ２）。

次いで、制御部５が針７に駆動信号を供給し、この針７を駆動させ（Ｓ３）、バッファ５０に保持されたデータ（ＴＳＶの位置情報）に基づいて針７を所定のＴＳＶにまで移動させ、その後針７にＴＳＶに向かって電子ビームを放出させる（Ｓ４）。
その後電流計４は、導電性シート２から流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部５内のＡ／Ｄ変換器５１に供給する。制御部５はＡ／Ｄ変換器５１で変換された電流値をバッファ５０に保持させ、電流値、及び位置情報入出力部６０を介してメモリ６２に供給する（Ｓ５）。

半導体チップ内に設けられた全てのＴＳＶについて検査が終了するまで、制御部５はステップＳ３〜Ｓ６の動作を実行し、全てのＴＳＶについて検査が終了すれば、上記ステップから抜ける。

４−２．動作２
次に図５を用いて上記ステップＳ１の詳細について説明する。
図５に示すように、シリコンウェハのセットには、アライメント用モニタを用いて上述したマクロアライメントを行い（Ｓ１０）、次いで上述したミクロアライメントを行い（Ｓ１１）、ステップＳ２の動作へ移行する。

４−３．動作３
次に図６を用いて上記ステップＳ３の詳細について説明する。
図６に示すように、針７を駆動させ、まず検査対象となるＴＳＶを決定する（Ｓ３０）。検査対象となるＴＳＶが決定したら、制御部５によりその対象となるＴＳＶまで針７を移動させ（Ｓ３１）、ステップＳ４へ移行する。

５．検査結果
次に図７を用いて上記フローチャートに従って検査した結果について説明する。
図７は、モニタ６１に表示されるＴＳＶの導通、非導通を位置情報と供に示した概念図であって、この結果に基づいてＴＳＶの不良が発見された半導体チップを排除することができる。

図７に示すように半導体チップ１〜半導体チップｓ（ｓは自然数）毎にＴＳＶの導通、非導通をチェックした結果を示す。例えば、半導体チップ１では、位置（Ｘ_０、Ｙ_０）、（Ｘ_０、Ｙ_１）、（Ｘ_０、Ｙ_ｎ）、（Ｘ_１、Ｙ_０）、…、（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｎ）に位置するＴＳＶは導通したが、（Ｘ_０、Ｙ_２）に位置するＴＳＶについては非導通であることがわかる（ｍ、ｎ：自然数）。

図７の例では、半導体チップ１は不良であったが、半導体チップ２は良品である事が分かる。

＜第１の実施形態に係る効果＞
第１の実施形態に係る検査装置、及び検査方法であると、（１）の効果を得ることができる。
（１）検査時間を短縮することができる。
効果を容易に理解できるように比較例を挙げて説明する。比較例に、Ｘ線を用いたＣＴスキャンを用いてＴＳＶの不良を検査する手法を述べる。 ＣＴスキャンを用いた検査は非常に時間を要してしまう。一例であるが、１つの半導体チップに対してＣＴスキャンを終了するまで凡そ１時間程度掛かるのに対し、本実施形態に係る検査装置であると、凡そ数十秒程度で検査を終了させることができる。

従ってシリコンウェハ１枚を検査するために、比較例に対して短時間で検査をすることができる。

（２）信頼性を向上させることができる。（その１）
比較例に挙げたＣＴスキャンであると、半導体チップ内に設けられたＴＳＶを視覚にて確認することとなり、画像の解像度によってＴＳＶがオープン不良を生じているか判断し難い場合がある。しかし、本実施形態であると、電気的にＴＳＶの導通、非導通を検査するため、不良を見落とすことがない。

以上から、第１の実施形態に係る検査装置であるとＴＳＶの検査の信頼性を向上させることができる。

（３）信頼性を向上させることができる。（その２）
この効果についても比較例を挙げて説明する。ＣＴスキャンであると、Ｘ線を用いて半導体チップ内に設けられたＴＳＶを視覚化する。このため半導体素子にある一定のダメージを与えてしまう。これは製品の品質の低下を招き、動作信頼性といった観点から信頼性に欠けてしまう。

しかし、第１の実施形態に係る検査装置であるとＸ線を用いないため半導体素子にダメージを与えることがなく、半導体チップの検査の過程において動作信頼性を低下させることがない。

[第２の実施形態]
次に図８、及び図９を用いて第２の実施形態に係る検査装置、及び検査方法について説明する。第２の実施形態では、Ｙ座標に沿って配置された半導体チップ列毎に、シリコンウェハ裏面に導電性シート２を接着し、更にその導電性シート２毎に電流計４を電気的に接続させた点で、上記第１の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、複数の電流計４を用いる。以下実施形態では、上記第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

１．シリコンウェハ
図８（ａ）、及び図８（ｂ）に第２の実施形態に係るシリコンウェハに導電性シート２が接着された状態を示す図であり、図８（ａ）は、かかる状態の上面図を示し、図８（ｂ）はVIII−VIII´に沿った断面図である。

図８（ａ）、及び図８（ｂ）に示すようにＹ座標に沿って配置された半導体チップ列毎であって、シリコンウェハの裏面に導電性シート２を接着させる。ここで例えば３列から構成される導電性シート２を纏めて１つのセット（群）とする。

図示するように半導体チップ列をａ群〜ｚ群に分ける。従って、群毎に３列の導電性シート２がシリコンウェハの裏面に接着される。

第２の実施形態では、例えば図８（ｂ）に示すように、例えばｔ群内に設けられる３つの導電性シート２をそれぞれ導電性シート２−１、２−２、及び２−３とし、これら隣接する導電性シート２−１〜２−３を互いに電気的に絶縁する。

群単位でＴＳＶの検査を行うため、針７、及び対応する電流計４も郡単位に応じた数（例えばここでは３列）設ける。

以下、図８（ａ）に示すように針７を針７−１、７−２、及び７−３とし、これに対応する電流計４を電流計４−１、４−２、及び４−３とする。

２．検査装置の構成例
次に図９を用いて第２の実施形態に係るＥＢＡＣ１０の構成例について説明する。
図９に示すように、例えばｔ群において１列目の半導体チップ列に針７−１を配置し、隣接する２列目の半導体チップ列に針７−２を配置し、更に隣接する３列目の半導体チップ列に針７−３を配置する。

更に、電流計４−１〜４−３の入力端をこれらｔ群の半導体チップ列に設けられた導電性シート２−１〜２−３の各々に接続し、出力端を制御部５内のＡ／Ｄ変換器５１に接続する。この場合、１個のＡ／Ｄ変換器５１に電流計４−１〜４−３の出力端が接続されていても良いし、３個のＡ／Ｄ変換器５１を設けて、１個のＡ／Ｄ変換器５１に１個の例えば電流計４−１を対応付けて接続させても良い。

制御部５は、電流計４−１〜４−３から供給され、Ａ／Ｄ変換器５１で変換された電圧レベル（“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベル）と、この電圧レベルに対応付けられた位置情報とをバッファ５０に保持させる。

具体的には、例えばＸ座標＝Ｘ_０についての検査結果を電流計４−１から供給されるとすると、バッファ５０は、例えばＸ座標＝Ｘ_０におけるＹ座標＝Ｙ_０〜Ｙ_ｎまでの位置情報と、対応する電圧レベルと、を紐つけした状態で保持する。

以下同様に例えばＸ座標＝Ｘ_１についての検査結果を電流計４−２から供給され、Ｘ座標＝Ｘ_２についての検査結果を電流計４−３から供給されるものとする。

なおバッファ５０はＹ座標＝Ｙ_０におけるＸ座標＝Ｘ_０〜Ｘ_ｎまでの位置情報と、対応する電圧レベルと、を対応付けた状態で保持してもよい。Ｙ座標＝Ｙ_１、及びＹ座標＝Ｙ_２についても同様である。

このようにすることで、制御部５はバッファ５０に列毎（図８中、Ｃｏｌｕｍｎ１、Ｃｏｌｕｍｎ２、Ｃｏｌｕｍｎ３）のＴＳＶの検査結果を保持させることができる。

その後、制御部５はバッファ５０が保持するデータをメモリ６２に供給する。

また制御部５は、針７−１〜針７−３を独立して動作させる。これは、検査対象となる半導体チップ列に対応して接着された導電性シート２−１〜導電性シート２−３に電流計４を配置しているため、それぞれの針７−１〜針７−３に対して上記第１の実施形態と同様の動作を独立して行う。

ＣＰＵ６３は、入出力部６０を介してメモリ６２に転送された、例えばｔ群の検査結果、及び位置情報をモニタ６１へと出力させる。

これにより、モニタ６１には、ｔ群の列毎（図８中、Ｃｏｌｕｍｎ１、Ｃｏｌｕｍｎ２、Ｃｏｌｕｍｎ３）の検査結果が一覧表示される。

次に本実施形態に係る制御部５の動作は、上記図４と同一であるため説明を省略する。

なお、本実施形態における検査装置の動作（フローチャート）については、針７−１〜針７−３についてそれぞれが上記図４と同一であるため説明を省略する。

＜第２の実施形態に係る効果＞
第２の実施形態に係る検査装置であっても、上記（１）〜（３）の効果を得ることができる。すなわち、検査速度を向上させ、また動作信頼性を向上させることができる。

[第３の実施形態]
次に、図１０〜図１２を用いて第３の実施形態に係る検査装置、及び検査方法について説明する。第３の実施形態では、上記第１の実施形態と同様に１枚の導電性シート２をシリコンウェハの裏面に接着しつつ、３つの針７−１〜針７−３を順次駆動してそれぞれ対応するＴＳＶを検査する点で異なる。以下、上記実施形態と同一の構成については説明を省略する。

１．シリコンウェハ
図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）に示すように、第３の実施形態に係るシリコンウェハに後述する導電性シートが接着された構成は上記第１の実施形態と同一である。

図１０（ａ）は、かかる状態の上面図を示し、図10（ｂ）はＸＩ−ＸＩ´に沿った断面図である。図１０（ａ）は、電性シート２をシリコンウェハの裏面に接着した状態を示す。

この実施形態においても、Ｘ座標に沿って３列から構成される半導体チップ列を纏めて１つのセット（群）とする。すなわち、上記第２の実施形態と同様にシリコンウェハの左端から３列毎にａ群、ｂ群、…、ｚ群とグループ分けする。

本実施形態においても、群毎に複数の針７を配置することで、検査を実施する。

２．検査装置の構成例
次に図１１を用いて第３の実施形態に係る検査装置の構成例について説明する。なお、上記第２の実施形態と同一の構成については説明を省略する。

図１１に示すように、電流計４の入力端を導電性シート２に接続し、この出力端を制御部５内のＡ／Ｄ変換器５１に接続する。

ここで、ＴＳＶを移動する針７は３つ使用するため（図中、針７−１、針７−２、針７−３）、同時に針７−１〜針７−３が対応するＴＳＶに電子ビームを放出すると電流計４の入力端には、いずれかＴＳＶの検査結果が出力されてしまう。

このため、第３の実施形態では、セレクタ８を更に備える。すなわち、制御部５から出力された駆動信号をこのセレクタ８で針７−１〜針７−３に順次振り分ける。

この様子を、図１２に示す。図１２は制御部５から出力される駆動信号と、セレクタ８を介して針７−１〜針７−３に出力される駆動信号と、電流計４からの検査結果（出力信号）のタイムチャートを示す。なお、電流計４の出力は、Ａ／Ｄ変換されたデジタル値で表記する。

制御部５は、電流計４からの出力信号の周波数を把握しているものとする。このため、制御部５は図１２に示す電流計４が出力する信号幅を把握している。

すなわち、例えば時刻ｔ４で検査結果が“Ｌ”レベルである。予め記憶していた周波数に基づき、時刻ｔ４での出力を制御部５は針７−２による検査結果と認識する。

このように、電流計４を複数設けなくとも制御部５が各針７−１〜針７−３からの出力タイミングを把握しているため、１つの電流計４でＴＳＶの検査を行うことができる。

３．検査装置の動作
次に図１３を用いて第３の実施形態における検査装置の動作について説明する。
図１３は縦軸に時刻ｔを取った際の針７−１、７−２、及び７−３のフローチャートである。
まず、針７−１、７−２、及び７−３についてステップＳ１、及びＳ２の動作を行う。その後、時刻ｔ０において制御部５が針７−１に駆動信号を供給することで、針７−１を駆動する（Ｓ１１０）。

次いで、時刻ｔ１において針７−１からＴＳＶに向かって電子ビームを放出し、電流計４が、ＴＳＶ、及び導電性シート２に流れる電流を検知し（Ｓ１２０）、制御部５はその電流値（デジタル値）と、対応付けられた位置情報と、をバッファ５０を介してＰＣ６へ送信する（Ｓ１３０）。

その後、時刻ｔ３において針７−１を次のＴＳＶまで移動する（Ｓ１４０）。

このタイミングでいずれの針からもＴＳＶには放出されないため、それまで待機していた針７−２を駆動する（Ｓ２１０）。すなわち、時刻ｔ４、時刻ｔ５で上述した電流検知、及びその検知結果、及び位置情報のＰＣ６への送信を実行する（Ｓ２２０、Ｓ２３０）。その後、針７−２についても次のＴＳＶへと移動を開始する（Ｓ２４０）。

すなわち、図１３に示すように、この時点で針７−１、針７−２が並行して次のＴＳＶへと移動していることになる。

このタイミングでいずれの針からもＴＳＶには放出されないため、次にそれまで待機していた針７−３を駆動する（Ｓ３１０）。すなわち、時刻ｔ７、時刻ｔ８で上述した電流検知、及びその検知結果、及び位置情報のＰＣ６への送信を実行する（Ｓ３２０、Ｓ３３０）。その後、針７−３についても次のＴＳＶへと移動を開始する（Ｓ３４０）。

すなわち、図１３に示すように、この時点で針７−１〜針７−３が並行して次のＴＳＶへと移動していることになる。

その後、針７−１について次のＴＳＶに到達すると針７−１の移動を停止し（Ｓ１５０）、再度Ｓ１１０〜Ｓ１４０の動作を実行する。

なお、針７−１がＳ１１０〜Ｓ１４０の動作を行っている期間は、針７−２、及び針７−３は次のＴＳＶに移動している最中でも良いし、または既に次のＴＳＶに到達して、Ｓ２１０以降、及びＳ３１０の動作を待機していても良い。つまり、図１３において、ステップＳ１２０と、ステップＳ２２０、ステップ３２０の実行するタイミングをずらしさえすればいかなる動作であってもよい。例えば針７−１でＳ１２０を実行しているときに、針７−２でＳ２１０を実行して、Ｓ１３０とＳ２２０を同時に実行してもよい。

［第４の実施形態］
次に第４の実施形態に係る検査装置、及び検査方法について説明する。第４の実施形態では、電子ビームを放出する出力孔を複数有する機構を有する。以下、第１〜第３の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

１．シリコンウェハ、及び導電性シート２
第４の実施形態に係るシリコンウェハ、及び導電性シート２は、上記第１〜第３の実施形態で説明したいずれのシリコンウェハ、及び導電性シート２を用いても良い。すなわち、第１の実施形態で説明したシリコンウェハ、及び導電性シート２であっても良いし、第２の実施形態でのシリコンウェハ、及び導電性シート２を用いてもよい。

当然、どの導電性シート２を採用するか、に応じてＥＢＡＣ１０に設ける電流計の数を可変とすればよい。

２．検査装置の構成例
次に、図１４、及び図１５を用いて検査装置の構成例について説明する。ここでは、シリコンウェハと、このシリコンウェハに電子ビームを放出する機構について説明する。

図１４はＥＢＡＣ１０にシリコンウェハを配置した場合の拡大図であり、シリコンウェハのＴＳＶに電子ビームを放出する機構（以下、機構２０と呼ぶ）を上面から見た平面図である。図１５は、図１４においてＸＩＶ-ＸＩＶ´線に沿った断面図である。

図１４において一例として半導体チップの列を“３”とし、この半導体チップの列を左から“Ａ”、“Ｂ”、及び“Ｃ”とする。

この列“Ａ”、及び列“Ｂ”に沿って、機構２０をそれぞれ設ける。図１４に示すように、機構２０は列に沿った方向、且つＴＳＶ上に配置される。

以下、図１５を用いて機構２０の構造について説明する。

図１５に示すようにこの機構２０は、図示せぬ選択回路、及び対応するＴＳＶに向かって電子ビームを放出する出力部２００（後述する）を有する針７を複数備える。

機構２０は、隣接する針７が非選択となると同時に次の針７が選択されるといった動作をし、導通検査の際、選択された針７の出力部２００から対応するＴＳＶに向かって電子ビームを放出する。なお、針７の選択・非選択、及びそのタイミングは制御部５が制御する。

そして、図示せぬ選択回路によって所定の針７が選択されると、該当する出力部２００の先端から電子ビームがＴＳＶに向かって放出される。

例えば、選択回路はマトリクス状に配置された複数のＭＯＳトランジスタＴｒで構成される。例えば、オン状態となった複数ＭＯＳトランジスタＴｒで電流経路を形成することで、所望の針７を選択する。

次に図１６を用いて機構２０の動作について説明する。図１６は、機構２０は、順次針７を順次選択し、順次出力部２００からＴＳＶに向かって電子ビームを放出する概念図である。

図１６に示すように、時刻ｔ０において選択回路によって針７Ａが選択され、対応する出力部２００からＴＳＶへ電子ビームが放出される。

次いで、時刻ｔ１において、選択回路によって針７Ａが非選択となり、また選択回路によって針７Ｂが選択される。このため、針７Ｂの出力部２００から電子ビームがＴＳＶへ放出される。

その後も同様であり、時刻ｔ２において選択回路によって針７Ｂが非選択となり、次いで選択回路によって針７Ｃが選択される。これを針７Ｚまで順次繰り返す。

その後１列について電子ビームの放出が終了すると、図１４に示すように半導体チップＡ、Ｂにそれぞれ配置された機構２０をそれぞれＸ方向にずらし、同一半導体チップ（例えばＡ、Ｂ）内の次の列について上記動作を実行する。

この動作を同一半導体チップ内の最終列まで終わらせると、図１４に示すようにその後次の半導体チップの列（半導体チップＡ=>半導体チップＣへ、半導体チップＢ=>半導体チップＤへ）へ機構２０を移動し、上記動作を実行する。

なお、図１６で選択された針７の出力部２００が開いているが、これは概念であり、実際には、針７の先端から電子ビームが放出される。

なお、どのＴＳＶが不良か否か、の判定については上記実施形態と同様であるため説明を省略する。

またなお、上記第１〜第４の実施形態では、モニタ６１に非導通と判断されたＴＳＶについて、又は全てのＴＳＶについての位置情報を表示させたが、表示方法はこれに限られない。

例えば、ＴＳＶの座標、導通結果に加え、そのＴＳＶの画像を更にモニタ６１に表示させてもよい。

なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。

１…シリコン基板、２…導電性シート、３…半導体素子、４、４−１、４−２、４−３…電流計、５…制御部、６…パーソナルコンピュータ、７、７−１、７−２、７−３…針、１０…検査装置（ＥＢＡＣ）、５０…バッファ、６１…モニタ、６２…メモリ

Claims (6)

1. シリコン基板を貫通するビアを含む半導体チップに対する検査装置であって、
   電子ビームを放出可能な第１針と、
   前記ビアが導通したか否かの結果を検知するセンス部と、
   前記ビアの位置情報を保持し、前記位置情報に基づき前記第１針を所定の位置まで移動させ、このビアに前記電子ビームを放出するよう制御し、前記結果と、前記位置情報と、を対応付ける制御部と
   を備えることを特徴とする検査装置。
2. 前記制御部は、バッファを含み、
   前記バッファは、対応付けられた前記検査結果と、前記第１針の前記位置情報と、を保持する
   ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
3. 前記バッファは、前記ビアが非導通であった場合の前記針の前記位置情報を保持する
   ことを特徴とする請求項２記載の検査装置。
4. 前記シリコン基板上を移動し、前記ビアに前記電子ビームを放出する第２針、及び第３針を更に備え、
   前記半導体チップは行及び列に沿ってマトリクス状に配置され、
   前記制御部は、互いに隣接する前記列毎に配置された前記半導体チップに前記第１針、前記第２針、及び前記第３針を移動させる
   ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
5. 半導体チップが列及び行に沿ってマトリクス状に配置されたシリコンウェハを試料台上でアライメントすることと、
   前記シリコンウェハの裏面一面に電気的に貼られた導電性シートに電流計の入力端を電気的に接続することと、
   前記半導体チップ上を移動し、この半導体チップ内を貫通するビアに電子ビームを放出させ、前記ビアが導通しているか否かを検知することと、
   前記検知した結果と、前記ビアの位置と、の情報を全ての前記ビアに対して保持することと
   を特徴とする検査方法。
6. 前記アライメントは、マクロアライメントと、ミクロアライメントと、を含み、
   前記マクロアライメントは、前記半導体チップ上に刻まれた印に基づいて前記シリコンウェハを回転させ、
   前記ミクロアライメントは、前記半導体チップを貫通する複数のビアを、制御部が保持する位置情報に基づいた位置まで移動させる
   ことを特徴とする請求項５記載の検査方法。

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