JP3827427B2 - 半導体集積回路の検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ上に形成されたチップの複数の集積回路をウェハ状態で同時に検査するために用いられるウェハカセット及び該ウェハカセットを用いた半導体集積回路の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路装置を搭載した電子機器の小型化及び低価格化の進歩は目ざましく、これに伴って、半導体集積回路装置に対する小型化及び低価格化の要求が強くなっている。
【０００３】
通常、半導体集積回路装置は、半導体チップとリードフレームとがボンディングワイヤによって電気的に接続された後、半導体チップが樹脂又はセラミクスにより封止された状態で供給され、プリント基板に実装される。ところが、電子機器の小型化の要求から、半導体集積回路装置を半導体ウェハから切り出したままの状態（以後、この状態の半導体集積回路装置をベアチップ又は単にチップと呼ぶ。）で直接回路基板に実装する方法が開発され、品質が保証されたベアチップを低価格で供給することが望まれている。
【０００４】
ベアチップに対して品質保証を行なうためには、半導体集積回路装置をウェハ状態でバーンインする必要がある。
【０００５】
しかしながら、半導体ウェハに対するバーンインは、半導体ウェハの取り扱いが非常に複雑になるので、低価格化の要求に応えられない。また、一の半導体ウェハ上に形成されている複数のベアチップを１個又は数個ずつ何度にも分けてバーンインを行なうのは、多くの時間を要するので、時間的にもコスト的にも現実的でないので、すべてのベアチップをウェハ状態で一括して同時にバーンインを行なうことが要求される。
【０００６】
そこで、日経マイクロデバイス（１９９７年７月号１２９ページ）に開示されているような、ウェハ状態で一括して同時にバーンインを行なえる従来のウェハカセットを図面を用いて説明する。
【０００７】
図４は従来の一括バーンイン（以下、ウェハ・バーンインと呼ぶ。）用のウェハカセットの断面構成を示している。図４に示すように、周縁部がセラミクス等よりなる剛性リング１０１に保持され、ポリイミド薄膜よりなるプローブカード１０２には、その主面に半導体ウェハ１０３上の集積回路素子の検査用の各電極と対応する位置に設けられたプローブ端子となる複数のバンプ１０４が形成されている。このバンプ１０４は、プローブカード１０２の主面と反対側の面（裏面）に貫通するコンタクトを介して配線基板（図示せず）と電気的に接続されている。
【０００８】
このプローブカード１０２を用いてウェハ・バーンインを行なうには、該プローブカード１０２の各バンプ１０４と半導体ウェハ１０３上に形成された集積回路素子の各電極とを完全に接触させる必要がある。そのための治具として、アルミニウム等の金属よりなり、半導体ウェハ１０３を保持するウェハトレイ１１１が必要となる。
【０００９】
ウェハトレイ１１１におけるプローブカード１０２の主面と対向する面（＝主面）の周縁部には、プローブカード１０２の主面とウェハトレイ１１１の主面と共に密閉空間を形成するためのシリコンゴム等からなるシールリング１１２が設けられ、また、側部に密閉空間と外部とを導通させ且つ減圧状態を維持する真空バルブ１１３が設けられている。
【００１０】
この真空バルブ１１３から密閉空間の空気を排気して該密閉空間を減圧することにより、プローブカード１０２の裏面とウェハトレイ１１１の裏面とが互いに大気圧に押圧されるため、プローブカード１０２の主面に形成された各バンプ１０４と半導体ウェハ１０３に形成された各電極とが接近してさらに圧着されることになる。これにより、プローブカード１０２、半導体ウェハ１０３及びウェハトレイ１１１が一体化された状態で、プローブカード１０２の裏面と配線基板とを接触させ、該配線基板をバーンイン装置と接続すれば、ウェハ・バーンインを行なうことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のウェハ・バーンイン用のウェハカセットは、プローブカード１０２の主面、ウェハトレイ１１１の主面及びシールリング１１２とによって形成される密閉空間を減圧することにより、プローブカード１０２の裏面とウェハトレイ１１１の裏面とが互いに大気圧によって一様に押圧される。これにより、プローブカード１０２の各バンプと半導体ウェハ１０３上に形成された集積回路素子の各電極とが互いに接近して圧着されることによって各バンプと各電極とを電気的に接続しているため、密閉空間の減圧状態が悪化すると、プローブカード１０２と半導体ウェハ１０３を保持するウェハトレイ１１１との間隔が大きくなるので、バンプと電極とが互いに離れてしまい、その結果、バンプと電極との間に接触不良が生じることになり、所望の検査を正しく行なえないという問題を有している。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題を解決し、プローブ端子と電極との間に接触不良を生じさせる、プローブカード、ウェハトレイ及びシール部材とによって形成される密閉空間の圧力状態を検出できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、ウェハ・バーンイン用のウェハカセットにおいては、半導体ウェハを保持するウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の圧力状態を検出する圧力検出手段を備える構成とするものである。
【００１４】
また、ウェハ・バーンイン用のウェハカセットを用いて行なう半導体集積回路の検査方法においては、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の気密状態を、検査対象の半導体ウェハを収納するウェハカセットを検査前に測定する構成とするものである。
【００１５】
本発明に係るウェハカセットは、半導体ウェハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子の各電極に電圧を印加して、前記複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するためのウェハカセットであって、半導体ウェハを保持するウェハトレイと、ウェハトレイのウェハ保持部と対向するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置にプローブ端子を有するプローブカードと、ウェハトレイにおけるウェハ保持部の外側に、前記ウェハトレイ及びプローブカードと共に密閉空間を形成するように設けられた環状のシール部材と、密閉空間を減圧して前記半導体ウェハの半導体集積回路素子の各電極と前記プローブカードの各プローブ端子とを電気的に接続させる減圧手段と、密閉空間の圧力を検出する圧力検出手段とを備えている。
【００１６】
本発明のウェハカセットによると、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の圧力を検出できる圧力検出手段を備えているため、検査対象の半導体ウェハを検査装置に投入する前にはいつでも該密閉空間の圧力を測定することができる。
【００１７】
本発明のウェハカセットにおいて、圧力検出手段が、受けた圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を用いた圧力センサであることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る半導体集積回路の検査方法は、上面に複数の半導体集積回路素子が形成されている半導体ウェハを保持するウェハトレイと、該ウェハトレイのウェハ保持部と対向するように設けられ、複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置にプローブ端子を有するプローブカードと、ウェハトレイにおけるウェハ保持部の外側に、ウェハトレイ及びプローブカードと共に密閉空間を形成するように設けられた環状のシール部材と、密閉空間を減圧する減圧手段とを有し、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するためのウェハカセットを用いた半導体集積回路の検査方法であって、ウェハトレイに保持された半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極の位置とプローブカードにおける各プローブ端子の位置とを合わせる位置合わせ工程と、減圧手段を用いて、ウェハカセットの密閉空間を減圧することにより、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とを電気的に接続させるプローブ端子接続工程と、ウェハカセットにおけるプローブカードのプローブ端子を、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する装置接続工程と、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定の圧力に達しており、検査が可能な状態のウェハカセットと、測定した圧力が所定の圧力に達しておらず、検査が不可能な状態のウェハカセットとを判定するウェハカセット判定工程と、検査装置を用いて、検査が可能な状態のウェハカセットにおける半導体ウェハの複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査する一括検査工程とを備えている。
【００１９】
本発明の半導体集積回路の検査方法によると、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とを、位置合わせ工程において位置合わせすると共に、プローブ端子接続工程においてウェハカセットの密閉空間を減圧することにより電気的に接続させた後、装置接続工程において、プローブカードのプローブ端子を、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する。その後、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定の圧力に達しており、検査が可能な状態のウェハカセットと、測定した圧力が所定の圧力に達しておらず、検査が不可能な状態のウェハカセットとを判定するウェハカセット判定工程を備えているため、ウェハカセットにおける密閉空間の気密状態が良か不良かを判定できるので、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とに接触不良が生じている可能性が高いウェハカセットを検査前に選別することができる。
【００２０】
本発明の半導体集積回路の検査方法において、ウェハカセット判定工程が、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を該圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を有する圧力センサを用いて測定する工程を含むことが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施形態に係るウェハ・バーンイン用のウェハカセット１０Ａの断面構成を示している。図１に示すように、半導体ウェハを保持するウェハトレイ１１には、上面に複数の半導体集積回路素子及びその各電極が形成された半導体ウェハ１２が保持されており、半導体ウェハ１２の上には、該半導体ウェハ１２の素子形成面と対向し、複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置に複数のプローブ端子としてのバンプ群２１を有するプローブカード２２が設けられている。
【００２３】
このプローブカード２２は、例えば、ポリイミド等の絶縁性薄膜よりなり、主面に形成されているバンプ群２１の各バンプには、該プローブカード２２の主面と反対側の面（裏面）に貫通して入出力端子（図示せず）が形成されており、該入出力端子は配線基板（図示せず）と電気的に接続される。
【００２４】
プローブカード２２におけるバンプ形成面側の周縁部は、セラミクス等よりなる剛性リング２３によって保持されている。
【００２５】
ウェハトレイ１１におけるウェハ保持部の外側には、プローブカード２２の主面におけるバンプ群２１の周辺部と対向すると共に環状のシール部材としてのシリコンゴム等よりなるシールリング１６が設けられている。
【００２６】
ウェハトレイ１１の側部には、プローブカード２２のバンプ形成面とウェハトレイ１１のウェハ保持部とシールリング１６とにより形成される密閉空間１７と外部とを導通させると共に気密状態を維持する減圧手段としての真空バルブ１８が設けられている。
【００２７】
また、ウェハトレイ１１のウェハ保持部の反対側の面には、密閉空間１７の圧力を測定するための圧力検出手段としての圧力センサ３１Ａが設けられている。ここで、本実施形態に係る圧力センサ３１Ａの構成を説明する。図２は本実施形態に係る圧力センサの断面構成を示している。図２に示すように、センサ本体３１の上部には、測定対象領域に設けられている円管等に嵌合可能な有底円筒形状のコネクタ部３１ａを有しており、センサ本体３１におけるコネクタ部３１ａの底部の下方には、該底部が受ける圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗素子部３１ｂを有している。センサ本体３１の両側部からは、圧力測定装置（図示せず）に接続された信号線３１ｃが引き出されている。コネクタ部３１ａの底部が受ける圧力変化は、ピエゾ抵抗素子部３１ｂの電気信号の変化に変換されると共に、変換された電気信号の変化は信号線３１ｃを通じて圧力測定装置に伝えられる。
【００２８】
以下、前記のように構成されたウェハカセット１０Ａを用いた半導体集積回路の検査方法について図１を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、位置合わせ工程において、図１に示す、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と、ウェハトレイ１１のウェハ保持部に保持されている半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置とをそれぞれＣＣＤカメラ等を用いて画像データとして取り込み、これらの画像データを用いて行なう従来のアラインメント技術により、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置と合わせる。
【００３０】
次に、プローブ端子接続工程において、プローブカード２２の真空バルブ１８からプローブカード２２のバンプ形成面とウェハトレイ１１のウェハ保持部とシールリング１６とにより形成される密閉区間１７の空気を吸引して該密閉空間１７を減圧すると、プローブカード２２の裏面とウェハトレイ１１の裏面とが互いに大気圧に押圧され、プローブカード２２に形成されたバンプ群の各バンプと半導体ウェハに形成された各電極とを接近させてさらに圧着することにより、プローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続する。
【００３１】
次に、装置接続工程において、プローブカード２２、半導体ウェハ１２及びウェハトレイ１１が一体化された状態で、プローブカード２２の裏面と配線基板（図示せず）とを接触させ、該配線基板をバーンイン装置（図示せず）と接続する。
【００３２】
次に、ウェハカセット判定工程において、ウェハカセット１０Ａに設けられている圧力センサ３１Ａの信号線をバーンイン装置内で接続し、ウェハカセット１０Ａにおける密閉空間１７の圧力を測定する。測定した圧力が所定圧力、例えば、−２００ｍＨｇ（ここでは、１気圧を示す７６０ｍｍＨｇを便宜上０ｍｍＨｇとおいている。以下、同様とする。）に達していればバーンイン検査が可能な状態であると判定し、所定圧力に達していなければ、該バーンイン検査が不可能な状態であると判定する。次に、バーンイン検査が不可能な状態と判定されたウェハカセット１０Ａをバーンイン装置から取り出し、該ウェハカセットの各構成部材を確認した後、ウェハカセット１０Ａの各構成部材に以上があれば別のウェハカセット１０Ａと交換し、また、各構成部材に異常がなければそのまま位置合わせ工程に戻す。なお、ウェハカセット１０Ａに設けられている圧力センサ３１Ａの信号線をバーンイン装置内の所定の端子と接続するのは、装置接続工程において行なってもよい。
【００３３】
次に、一括検査工程において、バーンイン検査が可能な状態であると判定されたウェハカセット１０Ａに対してのみ、半導体ウェハ１２に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査するウェハ・バーンインを行なう。
【００３４】
このように、本実施形態によると、ウェハ・バーンインを行なうためのウェハカセット１０Ａには、密閉空間１７の圧力状態を外部から検出できる圧力センサ３１Ａが設けられているため、ウェハカセット１０Ａにおけるプローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続するための必須要件である、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できる。従って、検査の直前に、密閉空間１７の減圧状態の不良に起因する接触不良を防止できるため、検査効率が向上すると共に、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できるため、検査の自動化が容易となる。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図３（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査方法に用いるウェハカセットの断面構成を示している。図３（ａ）において、図１に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図３（ａ）に示すように、本実施形態に係るウェハカセット１０Ｂには、内部空間１７の圧力を検出する圧力センサを設ける代わりに、バーンイン検査装置（図示せず）等の外部の装置側に圧力センサ３１Ｂを設ける構成とする。
【００３７】
以下、前記のように構成されたウェハカセット１０Ｂを用いた半導体集積回路の検査方法について図３（ａ）を参照しながら説明する。
【００３８】
まず、位置合わせ工程において、図３（ａ）に示す、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と、ウェハトレイ１１のウェハ保持部に保持されている半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置とをそれぞれＣＣＤカメラ等を用いて画像データとして取り込み、これらの画像データを用いて行なう従来のアラインメント技術により、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置と合わせる。
【００３９】
次に、プローブ端子接続工程において、プローブカード２２の真空バルブ１８からプローブカード２２のバンプ形成面とウェハトレイ１１のウェハ保持部とシールリング１６とにより形成される密閉区間１７の空気を吸引して該密閉空間１７を減圧すると、プローブカード２２の裏面とウェハトレイ１１の裏面とが互いに大気圧に押圧され、プローブカード２２に形成されたバンプ群の各バンプと半導体ウェハに形成された各電極とを接近させてさらに圧着することにより、プローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続する。
【００４０】
次に、装置接続工程において、プローブカード２２、半導体ウェハ１２及びウェハトレイ１１が一体化された状態で、プローブカード２２の裏面と配線基板（図示せず）とを接触させ、該配線基板をバーンイン装置（図示せず）と接続する。
【００４１】
次に、ウェハカセット判定工程において、バーンイン装置内に設けられている吸引装置とウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８とを接続する前に、該真空バルブと圧力センサ３１Ｂのコネクタ部とを接続させて、ウェハカセット１０Ｂにおける密閉空間１７の圧力を測定する。測定した圧力が所定圧力に、例えば、−２００ｍＨｇに達していればバーンイン検査が可能な状態であると判定し、所定圧力に達していなければ、該バーンイン検査が不可能な状態であると判定する。次に、バーンイン検査が不可能な状態と判定されたウェハカセット１０Ｂをバーンイン装置から取り出し、該ウェハカセットの各構成部材を確認した後、ウェハカセット１０Ｂの各構成部材に以上があれば別のウェハカセット１０Ｂと交換し、また、各構成部材に以上がなければそのまま位置合わせ工程に戻す。ここで、ウェハカセット１０Ｂに設けられている真空バルブ１８の容積は密閉空間１７の容積と比べて十分に小さいので、圧力センサ３１Ｂを接続したことにより生じる圧力変動は無視できる。
【００４２】
次に、一括検査工程において、バーンイン検査が可能な状態であると判定されたウェハカセット１０Ｂに対してのみ、半導体ウェハ１２に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査するウェハ・バーンインを行なう。
【００４３】
このように、本実施形態によると、検査装置側に密閉空間１７の圧力状態を外部から検出できるセンサ３１Ｂが設けられているため、ウェハカセット１０Ｂにおけるプローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続するための必須要件である、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できる。従って、検査の直前に、密閉空間１７の減圧状態の不良に起因する接触不良を防止できるため、検査効率が向上すると共に、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できるため、検査の自動化が容易となる。
【００４４】
また、ウェハ・バーンイン用のウェハカセット１０Ｂにおけるウェハトレイ１１には、ウェハトレイ１１に装着する圧力センサ３１Ａを設けていないため、ウェハトレイ１１を簡略化できる一方、検査装置側に圧力センサ３１Ｂを設けているため、圧力センサ３１Ｂを準備する個数を低減でき、その結果、検査コストを削減できる。また、バーンイン検査においては、ウェハトレイ１１が１００℃以上の温度化に長時間さらされることになるが、ウェハトレイ１１本体から圧力センサ３１Ｂが分離されているため、圧力センサ３１Ｂ本体に与える熱的な影響を抑制できる。
【００４５】
なお、前述のウェハカセット判定工程においては、図３（ａ）に示すように、ウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８と圧力センサ３１Ｂのコネクタ部とを直接接続させていたが、図３（ｂ）に示すように、吸引装置に接続されている減圧用パイプ３２の側部にコネクタ部が嵌合された圧力センサ３１Ｃを用いてもよい。この減圧用パイプ３２の先端部には、該先端部が開放状態にあるときには内部の流通を遮断するロック機構が内蔵されており、図３（ａ）に示すウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８と接続する前には、所定圧力、例えば、−２００ｍｍＨｇに減圧しておき、開閉バルブ３３を閉じておく。
【００４６】
従って、本変形例のウェハカセット判定工程においては、バーンイン装置内に設けられている吸引装置と接続されている減圧用パイプ３２と、ウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８とを接続すると、減圧用パイプ３２の先端部のロック機構が解除されるため、減圧用パイプ３２の先端部から開閉バルブ３３までの間の容積とウェハカセット１０Ｂの密閉空間１７の容積との比の値に基づいた圧力が測定できる。
【００４７】
このようにすると、圧力センサ３１Ｃをウェハカセット１０Ｂから、さらに遠ざけられるので、圧力センサ３１Ｃ本体に与える熱的な影響を一層抑制できる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係るウェハカセットによると、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の圧力を検出できる圧力検出手段を備えているため、検査対象の半導体ウェハを検査装置に投入する前にはいつでも該密閉空間の圧力を測定することができる。従って、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の気密状態が保持されないことに起因する、各プローブ端子と半導体集積回路素子の各電極との接触不良をあらかじめ防止できるため、検査効率を向上させることができる。
【００４９】
本発明のウェハカセットにおいて、圧力検出手段が、受けた圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を用いた圧力センサであると、プローブカードに形成されている各プローブ端子と半導体ウェハに形成されている複数の集積回路素子の各電極とを接続するための必須要件である、密閉空間の減圧状態を外部から電気信号として確実に測定できるため、一の半導体ウェハにおける複数の集積回路素子に対する一括検査の自動化が容易となる。
【００５０】
本発明に係る半導体集積回路の検査方法によると、プローブカードのプローブ端子を、半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する装置接続工程の後に、検査装置に投入されたウェハカセットにおける密閉空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定の圧力に達せず、検査が不可能な状態のウェハカセットを判定する。これにより、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とに接触不良が生じている可能性が高いウェハカセットを検査前に選別することができるため、検査効率を向上させることができる。
【００５１】
本発明の半導体集積回路の検査方法において、ウェハカセット判定工程が、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を該圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を有する圧力センサを用いて測定する工程を含むと、プローブカードに形成されている各プローブ端子と半導体ウェハに形成されている複数の集積回路素子の各電極とを接続するための必須要件である、密閉空間の減圧状態を外部から電気信号として確実に測定できるため、一の半導体ウェハにおける複数の集積回路素子に対する一括検査の自動化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るウェハカセットを示す構成断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るウェハカセットに用いる圧力センサを示す構成断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査方法に用いるウェハカセットの使用方法を示す構成断面図である。
（ｂ）は本発明の第２の実施形態の一変形例に係る半導体集積回路の検査方法に用いる減圧用パイプの構成図である。
【図４】従来のウェハカセットを示す構成断面図である。
【符号の説明】
１１ ウェハトレイ
１２ 半導体ウェハ
１６ シールリング（シール部材）
１７ 密閉空間
１８ 真空バルブ（減圧手段）
２１ バンプ群（プローブ端子）
２２ プローブカード
２３ 剛性リング
３１ センサ本体（圧力検出手段）
３１ａ コネクタ部
３１ｂ ピエゾ抵抗素子部
３１ｃ 信号線
３１Ａ 圧力センサ（圧力検出手段）
３１Ｂ 圧力センサ（圧力検出手段）
３１Ｃ 圧力センサ（圧力検出手段）
３２ 減圧用パイプ
３３ 開閉バルブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ上に形成されたチップの複数の集積回路をウェハ状態で同時に検査するために用いられるウェハカセット及び該ウェハカセットを用いた半導体集積回路の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路装置を搭載した電子機器の小型化及び低価格化の進歩は目ざましく、これに伴って、半導体集積回路装置に対する小型化及び低価格化の要求が強くなっている。
【０００３】
通常、半導体集積回路装置は、半導体チップとリードフレームとがボンディングワイヤによって電気的に接続された後、半導体チップが樹脂又はセラミクスにより封止された状態で供給され、プリント基板に実装される。ところが、電子機器の小型化の要求から、半導体集積回路装置を半導体ウェハから切り出したままの状態（以後、この状態の半導体集積回路装置をベアチップ又は単にチップと呼ぶ。）で直接回路基板に実装する方法が開発され、品質が保証されたベアチップを低価格で供給することが望まれている。
【０００４】
ベアチップに対して品質保証を行なうためには、半導体集積回路装置をウェハ状態でバーンインする必要がある。
【０００５】
しかしながら、半導体ウェハに対するバーンインは、半導体ウェハの取り扱いが非常に複雑になるので、低価格化の要求に応えられない。また、一の半導体ウェハ上に形成されている複数のベアチップを１個又は数個ずつ何度にも分けてバーンインを行なうのは、多くの時間を要するので、時間的にもコスト的にも現実的でないので、すべてのベアチップをウェハ状態で一括して同時にバーンインを行なうことが要求される。
【０００６】
そこで、日経マイクロデバイス（１９９７年７月号１２９ページ）に開示されているような、ウェハ状態で一括して同時にバーンインを行なえる従来のウェハカセットを図面を用いて説明する。
【０００７】
図４は従来の一括バーンイン（以下、ウェハ・バーンインと呼ぶ。）用のウェハカセットの断面構成を示している。図４に示すように、周縁部がセラミクス等よりなる剛性リング１０１に保持され、ポリイミド薄膜よりなるプローブカード１０２には、その主面に半導体ウェハ１０３上の集積回路素子の検査用の各電極と対応する位置に設けられたプローブ端子となる複数のバンプ１０４が形成されている。このバンプ１０４は、プローブカード１０２の主面と反対側の面（裏面）に貫通するコンタクトを介して配線基板（図示せず）と電気的に接続されている。
【０００８】
このプローブカード１０２を用いてウェハ・バーンインを行なうには、該プローブカード１０２の各バンプ１０４と半導体ウェハ１０３上に形成された集積回路素子の各電極とを完全に接触させる必要がある。そのための治具として、アルミニウム等の金属よりなり、半導体ウェハ１０３を保持するウェハトレイ１１１が必要となる。
【０００９】
ウェハトレイ１１１におけるプローブカード１０２の主面と対向する面（＝主面）の周縁部には、プローブカード１０２の主面とウェハトレイ１１１の主面と共に密閉空間を形成するためのシリコンゴム等からなるシールリング１１２が設けられ、また、側部に密閉空間と外部とを導通させ且つ減圧状態を維持する真空バルブ１１３が設けられている。
【００１０】
この真空バルブ１１３から密閉空間の空気を排気して該密閉空間を減圧することにより、プローブカード１０２の裏面とウェハトレイ１１１の裏面とが互いに大気圧に押圧されるため、プローブカード１０２の主面に形成された各バンプ１０４と半導体ウェハ１０３に形成された各電極とが接近してさらに圧着されることになる。これにより、プローブカード１０２、半導体ウェハ１０３及びウェハトレイ１１１が一体化された状態で、プローブカード１０２の裏面と配線基板とを接触させ、該配線基板をバーンイン装置と接続すれば、ウェハ・バーンインを行なうことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のウェハ・バーンイン用のウェハカセットは、プローブカード１０２の主面、ウェハトレイ１１１の主面及びシールリング１１２とによって形成される密閉空間を減圧することにより、プローブカード１０２の裏面とウェハトレイ１１１の裏面とが互いに大気圧によって一様に押圧される。これにより、プローブカード１０２の各バンプと半導体ウェハ１０３上に形成された集積回路素子の各電極とが互いに接近して圧着されることによって各バンプと各電極とを電気的に接続しているため、密閉空間の減圧状態が悪化すると、プローブカード１０２と半導体ウェハ１０３を保持するウェハトレイ１１１との間隔が大きくなるので、バンプと電極とが互いに離れてしまい、その結果、バンプと電極との間に接触不良が生じることになり、所望の検査を正しく行なえないという問題を有している。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題を解決し、プローブ端子と電極との間に接触不良を生じさせる、プローブカード、ウェハトレイ及びシール部材とによって形成される密閉空間の圧力状態を検出できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、ウェハ・バーンイン用のウェハカセットにおいては、半導体ウェハを保持するウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の圧力状態を検出する圧力検出手段を備える構成とするものである。
【００１４】
また、ウェハ・バーンイン用のウェハカセットを用いて行なう半導体集積回路の検査方法においては、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の気密状態を、検査対象の半導体ウェハを収納するウェハカセットを検査前に測定する構成とするものである。
【００１５】
本発明に係るウェハカセットは、半導体ウェハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子の各電極に電圧を印加して、前記複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するためのウェハカセットであって、半導体ウェハを保持するウェハトレイと、ウェハトレイのウェハ保持部と対向するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置にプローブ端子を有するプローブカードと、ウェハトレイにおけるウェハ保持部の外側に、前記ウェハトレイ及びプローブカードと共に密閉空間を形成するように設けられた環状のシール部材と、密閉空間を減圧して前記半導体ウェハの半導体集積回路素子の各電極と前記プローブカードの各プローブ端子とを電気的に接続させる減圧手段と、密閉空間の圧力を検出する圧力検出手段とを備えている。
【００１６】
本発明のウェハカセットによると、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の圧力を検出できる圧力検出手段を備えているため、検査対象の半導体ウェハを検査装置に投入する前にはいつでも該密閉空間の圧力を測定することができる。
【００１７】
本発明のウェハカセットにおいて、圧力検出手段が、受けた圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を用いた圧力センサであることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る半導体集積回路の検査方法は、上面に複数の半導体集積回路素子が形成されている半導体ウェハを保持するウェハトレイと、該ウェハトレイのウェハ保持部と対向するように設けられ、複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置にプローブ端子を有するプローブカードと、ウェハトレイにおけるウェハ保持部の外側に、ウェハトレイ及びプローブカードと共に密閉空間を形成するように設けられた環状のシール部材と、密閉空間を減圧する減圧手段とを有し、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するためのウェハカセットを用いた半導体集積回路の検査方法であって、ウェハトレイに保持された半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極の位置とプローブカードにおける各プローブ端子の位置とを合わせる位置合わせ工程と、減圧手段を用いて、ウェハカセットの密閉空間を減圧することにより、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とを電気的に接続させるプローブ端子接続工程と、ウェハカセットにおけるプローブカードのプローブ端子を、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する装置接続工程と、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定の圧力に達しており、検査が可能な状態のウェハカセットと、測定した圧力が所定の圧力に達しておらず、検査が不可能な状態のウェハカセットとを判定するウェハカセット判定工程と、検査装置を用いて、検査が可能な状態のウェハカセットにおける半導体ウェハの複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査する一括検査工程とを備えている。
【００１９】
本発明の半導体集積回路の検査方法によると、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とを、位置合わせ工程において位置合わせすると共に、プローブ端子接続工程においてウェハカセットの密閉空間を減圧することにより電気的に接続させた後、装置接続工程において、プローブカードのプローブ端子を、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する。その後、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定の圧力に達しており、検査が可能な状態のウェハカセットと、測定した圧力が所定の圧力に達しておらず、検査が不可能な状態のウェハカセットとを判定するウェハカセット判定工程を備えているため、ウェハカセットにおける密閉空間の気密状態が良か不良かを判定できるので、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とに接触不良が生じている可能性が高いウェハカセットを検査前に選別することができる。
【００２０】
本発明の半導体集積回路の検査方法において、ウェハカセット判定工程が、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を該圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を有する圧力センサを用いて測定する工程を含むことが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施形態に係るウェハ・バーンイン用のウェハカセット１０Ａの断面構成を示している。図１に示すように、半導体ウェハを保持するウェハトレイ１１には、上面に複数の半導体集積回路素子及びその各電極が形成された半導体ウェハ１２が保持されており、半導体ウェハ１２の上には、該半導体ウェハ１２の素子形成面と対向し、複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置に複数のプローブ端子としてのバンプ群２１を有するプローブカード２２が設けられている。
【００２３】
このプローブカード２２は、例えば、ポリイミド等の絶縁性薄膜よりなり、主面に形成されているバンプ群２１の各バンプには、該プローブカード２２の主面と反対側の面（裏面）に貫通して入出力端子（図示せず）が形成されており、該入出力端子は配線基板（図示せず）と電気的に接続される。
【００２４】
プローブカード２２におけるバンプ形成面側の周縁部は、セラミクス等よりなる剛性リング２３によって保持されている。
【００２５】
ウェハトレイ１１におけるウェハ保持部の外側には、プローブカード２２の主面におけるバンプ群２１の周辺部と対向すると共に環状のシール部材としてのシリコンゴム等よりなるシールリング１６が設けられている。
【００２６】
ウェハトレイ１１の側部には、プローブカード２２のバンプ形成面とウェハトレイ１１のウェハ保持部とシールリング１６とにより形成される密閉空間１７と外部とを導通させると共に気密状態を維持する減圧手段としての真空バルブ１８が設けられている。
【００２７】
また、ウェハトレイ１１のウェハ保持部の反対側の面には、密閉空間１７の圧力を測定するための圧力検出手段としての圧力センサ３１Ａが設けられている。ここで、本実施形態に係る圧力センサ３１Ａの構成を説明する。図２は本実施形態に係る圧力センサの断面構成を示している。図２に示すように、センサ本体３１の上部には、測定対象領域に設けられている円管等に嵌合可能な有底円筒形状のコネクタ部３１ａを有しており、センサ本体３１におけるコネクタ部３１ａの底部の下方には、該底部が受ける圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗素子部３１ｂを有している。センサ本体３１の両側部からは、圧力測定装置（図示せず）に接続された信号線３１ｃが引き出されている。コネクタ部３１ａの底部が受ける圧力変化は、ピエゾ抵抗素子部３１ｂの電気信号の変化に変換されると共に、変換された電気信号の変化は信号線３１ｃを通じて圧力測定装置に伝えられる。
【００２８】
以下、前記のように構成されたウェハカセット１０Ａを用いた半導体集積回路の検査方法について図１を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、位置合わせ工程において、図１に示す、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と、ウェハトレイ１１のウェハ保持部に保持されている半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置とをそれぞれＣＣＤカメラ等を用いて画像データとして取り込み、これらの画像データを用いて行なう従来のアラインメント技術により、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置と合わせる。
【００３０】
次に、プローブ端子接続工程において、プローブカード２２の真空バルブ１８からプローブカード２２のバンプ形成面とウェハトレイ１１のウェハ保持部とシールリング１６とにより形成される密閉区間１７の空気を吸引して該密閉空間１７を減圧すると、プローブカード２２の裏面とウェハトレイ１１の裏面とが互いに大気圧に押圧され、プローブカード２２に形成されたバンプ群の各バンプと半導体ウェハに形成された各電極とを接近させてさらに圧着することにより、プローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続する。
【００３１】
次に、装置接続工程において、プローブカード２２、半導体ウェハ１２及びウェハトレイ１１が一体化された状態で、プローブカード２２の裏面と配線基板（図示せず）とを接触させ、該配線基板をバーンイン装置（図示せず）と接続する。
【００３２】
次に、ウェハカセット判定工程において、ウェハカセット１０Ａに設けられている圧力センサ３１Ａの信号線をバーンイン装置内で接続し、ウェハカセット１０Ａにおける密閉空間１７の圧力を測定する。測定した圧力が所定圧力、例えば、−２００ｍＨｇ（ここでは、１気圧を示す７６０ｍｍＨｇを便宜上０ｍｍＨｇとおいている。以下、同様とする。）に達していればバーンイン検査が可能な状態であると判定し、所定圧力に達していなければ、該バーンイン検査が不可能な状態であると判定する。次に、バーンイン検査が不可能な状態と判定されたウェハカセット１０Ａをバーンイン装置から取り出し、該ウェハカセットの各構成部材を確認した後、ウェハカセット１０Ａの各構成部材に以上があれば別のウェハカセット１０Ａと交換し、また、各構成部材に異常がなければそのまま位置合わせ工程に戻す。なお、ウェハカセット１０Ａに設けられている圧力センサ３１Ａの信号線をバーンイン装置内の所定の端子と接続するのは、装置接続工程において行なってもよい。
【００３３】
次に、一括検査工程において、バーンイン検査が可能な状態であると判定されたウェハカセット１０Ａに対してのみ、半導体ウェハ１２に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査するウェハ・バーンインを行なう。
【００３４】
このように、本実施形態によると、ウェハ・バーンインを行なうためのウェハカセット１０Ａには、密閉空間１７の圧力状態を外部から検出できる圧力センサ３１Ａが設けられているため、ウェハカセット１０Ａにおけるプローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続するための必須要件である、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できる。従って、検査の直前に、密閉空間１７の減圧状態の不良に起因する接触不良を防止できるため、検査効率が向上すると共に、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できるため、検査の自動化が容易となる。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図３（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査方法に用いるウェハカセットの断面構成を示している。図３（ａ）において、図１に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図３（ａ）に示すように、本実施形態に係るウェハカセット１０Ｂには、内部空間１７の圧力を検出する圧力センサを設ける代わりに、バーンイン検査装置（図示せず）等の外部の装置側に圧力センサ３１Ｂを設ける構成とする。
【００３７】
以下、前記のように構成されたウェハカセット１０Ｂを用いた半導体集積回路の検査方法について図３（ａ）を参照しながら説明する。
【００３８】
まず、位置合わせ工程において、図３（ａ）に示す、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と、ウェハトレイ１１のウェハ保持部に保持されている半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置とをそれぞれＣＣＤカメラ等を用いて画像データとして取り込み、これらの画像データを用いて行なう従来のアラインメント技術により、プローブカード２２におけるバンプ群２１の各バンプの位置と半導体ウェハ１２における複数の集積回路素子の各電極の位置と合わせる。
【００３９】
次に、プローブ端子接続工程において、プローブカード２２の真空バルブ１８からプローブカード２２のバンプ形成面とウェハトレイ１１のウェハ保持部とシールリング１６とにより形成される密閉区間１７の空気を吸引して該密閉空間１７を減圧すると、プローブカード２２の裏面とウェハトレイ１１の裏面とが互いに大気圧に押圧され、プローブカード２２に形成されたバンプ群の各バンプと半導体ウェハに形成された各電極とを接近させてさらに圧着することにより、プローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続する。
【００４０】
次に、装置接続工程において、プローブカード２２、半導体ウェハ１２及びウェハトレイ１１が一体化された状態で、プローブカード２２の裏面と配線基板（図示せず）とを接触させ、該配線基板をバーンイン装置（図示せず）と接続する。
【００４１】
次に、ウェハカセット判定工程において、バーンイン装置内に設けられている吸引装置とウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８とを接続する前に、該真空バルブと圧力センサ３１Ｂのコネクタ部とを接続させて、ウェハカセット１０Ｂにおける密閉空間１７の圧力を測定する。測定した圧力が所定圧力に、例えば、−２００ｍＨｇに達していればバーンイン検査が可能な状態であると判定し、所定圧力に達していなければ、該バーンイン検査が不可能な状態であると判定する。次に、バーンイン検査が不可能な状態と判定されたウェハカセット１０Ｂをバーンイン装置から取り出し、該ウェハカセットの各構成部材を確認した後、ウェハカセット１０Ｂの各構成部材に以上があれば別のウェハカセット１０Ｂと交換し、また、各構成部材に以上がなければそのまま位置合わせ工程に戻す。ここで、ウェハカセット１０Ｂに設けられている真空バルブ１８の容積は密閉空間１７の容積と比べて十分に小さいので、圧力センサ３１Ｂを接続したことにより生じる圧力変動は無視できる。
【００４２】
次に、一括検査工程において、バーンイン検査が可能な状態であると判定されたウェハカセット１０Ｂに対してのみ、半導体ウェハ１２に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査するウェハ・バーンインを行なう。
【００４３】
このように、本実施形態によると、検査装置側に密閉空間１７の圧力状態を外部から検出できるセンサ３１Ｂが設けられているため、ウェハカセット１０Ｂにおけるプローブカード２２に形成されているバンプ群２１の各バンプと半導体ウェハ１２に形成されている複数の集積回路素子の各電極とを電気的に接続するための必須要件である、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できる。従って、検査の直前に、密閉空間１７の減圧状態の不良に起因する接触不良を防止できるため、検査効率が向上すると共に、密閉空間１７の減圧状態を外部から電気信号として測定できるため、検査の自動化が容易となる。
【００４４】
また、ウェハ・バーンイン用のウェハカセット１０Ｂにおけるウェハトレイ１１には、ウェハトレイ１１に装着する圧力センサ３１Ａを設けていないため、ウェハトレイ１１を簡略化できる一方、検査装置側に圧力センサ３１Ｂを設けているため、圧力センサ３１Ｂを準備する個数を低減でき、その結果、検査コストを削減できる。また、バーンイン検査においては、ウェハトレイ１１が１００℃以上の温度化に長時間さらされることになるが、ウェハトレイ１１本体から圧力センサ３１Ｂが分離されているため、圧力センサ３１Ｂ本体に与える熱的な影響を抑制できる。
【００４５】
なお、前述のウェハカセット判定工程においては、図３（ａ）に示すように、ウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８と圧力センサ３１Ｂのコネクタ部とを直接接続させていたが、図３（ｂ）に示すように、吸引装置に接続されている減圧用パイプ３２の側部にコネクタ部が嵌合された圧力センサ３１Ｃを用いてもよい。この減圧用パイプ３２の先端部には、該先端部が開放状態にあるときには内部の流通を遮断するロック機構が内蔵されており、図３（ａ）に示すウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８と接続する前には、所定圧力、例えば、−２００ｍｍＨｇに減圧しておき、開閉バルブ３３を閉じておく。
【００４６】
従って、本変形例のウェハカセット判定工程においては、バーンイン装置内に設けられている吸引装置と接続されている減圧用パイプ３２と、ウェハカセット１０Ｂの真空バルブ１８とを接続すると、減圧用パイプ３２の先端部のロック機構が解除されるため、減圧用パイプ３２の先端部から開閉バルブ３３までの間の容積とウェハカセット１０Ｂの密閉空間１７の容積との比の値に基づいた圧力が測定できる。
【００４７】
このようにすると、圧力センサ３１Ｃをウェハカセット１０Ｂから、さらに遠ざけられるので、圧力センサ３１Ｃ本体に与える熱的な影響を一層抑制できる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係るウェハカセットによると、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の圧力を検出できる圧力検出手段を備えているため、検査対象の半導体ウェハを検査装置に投入する前にはいつでも該密閉空間の圧力を測定することができる。従って、ウェハトレイ、プローブカード及び環状のシール部材によって形成される密閉空間の気密状態が保持されないことに起因する、各プローブ端子と半導体集積回路素子の各電極との接触不良をあらかじめ防止できるため、検査効率を向上させることができる。
【００４９】
本発明のウェハカセットにおいて、圧力検出手段が、受けた圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を用いた圧力センサであると、プローブカードに形成されている各プローブ端子と半導体ウェハに形成されている複数の集積回路素子の各電極とを接続するための必須要件である、密閉空間の減圧状態を外部から電気信号として確実に測定できるため、一の半導体ウェハにおける複数の集積回路素子に対する一括検査の自動化が容易となる。
【００５０】
本発明に係る半導体集積回路の検査方法によると、プローブカードのプローブ端子を、半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する装置接続工程の後に、検査装置に投入されたウェハカセットにおける密閉空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定の圧力に達せず、検査が不可能な状態のウェハカセットを判定する。これにより、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極とプローブカードの各プローブ端子とに接触不良が生じている可能性が高いウェハカセットを検査前に選別することができるため、検査効率を向上させることができる。
【００５１】
本発明の半導体集積回路の検査方法において、ウェハカセット判定工程が、ウェハカセットにおける密閉空間の圧力を該圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を有する圧力センサを用いて測定する工程を含むと、プローブカードに形成されている各プローブ端子と半導体ウェハに形成されている複数の集積回路素子の各電極とを接続するための必須要件である、密閉空間の減圧状態を外部から電気信号として確実に測定できるため、一の半導体ウェハにおける複数の集積回路素子に対する一括検査の自動化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るウェハカセットを示す構成断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るウェハカセットに用いる圧力センサを示す構成断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査方法に用いるウェハカセットの使用方法を示す構成断面図である。
（ｂ）は本発明の第２の実施形態の一変形例に係る半導体集積回路の検査方法に用いる減圧用パイプの構成図である。
【図４】従来のウェハカセットを示す構成断面図である。
【符号の説明】
１１ ウェハトレイ
１２ 半導体ウェハ
１６ シールリング（シール部材）
１７ 密閉空間
１８ 真空バルブ（減圧手段）
２１ バンプ群（プローブ端子）
２２ プローブカード
２３ 剛性リング
３１ センサ本体（圧力検出手段）
３１ａ コネクタ部
３１ｂ ピエゾ抵抗素子部
３１ｃ 信号線
３１Ａ 圧力センサ（圧力検出手段）
３１Ｂ 圧力センサ（圧力検出手段）
３１Ｃ 圧力センサ（圧力検出手段）
３２ 減圧用パイプ
３３ 開閉バルブ
Claims (4)
- 上面に複数の半導体集積回路素子が形成されている半導体ウェハを保持するウェハトレイと、該ウェハトレイのウェハ保持部と対向するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置にプローブ端子を有するプローブカードと、前記ウェハトレイにおけるウェハ保持部の外側に、前記ウェハトレイ及びプローブカードと共に密閉空間を形成するように設けられた環状のシール部材と、前記密閉空間を減圧する減圧手段とを有し、前記複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するためのウェハカセットを用いた半導体集積回路の検査方法であって、
前記ウェハトレイに保持された前記半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極の位置と前記プローブカードにおける各プローブ端子の位置とを合わせる位置合わせ工程と、
前記減圧手段を用いて、前記ウェハカセットの前記密閉空間を減圧することにより、前記半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の各電極と前記プローブカードの各プローブ端子とを電気的に接続させるプローブ端子接続工程と、
前記ウェハカセットにおける前記プローブカードのプローブ端子を、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査装置と電気的に接続する装置接続工程と、
前記減圧手段を用いて前記密閉空間を減圧した後、前記半導体ウェハの検査前までの任意の時点において、前記ウェハカセットにおける前記密閉空間の圧力を圧力検出手段を用いて測定し、測定した圧力が所定の圧力に達しており、検査が可能な状態のウェハカセットと、測定した圧力が前記所定の圧力に達しておらず、検査が不可能な状態のウェハカセットとを判定するウェハカセット判定工程と、
前記検査装置を用いて、検査が可能な状態の前記ウェハカセットにおける半導体ウェハの複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査する一括検査工程とを備えていることを特徴とする半導体集積回路の検査方法。 - 前記圧力検出手段は、前記ウェハカセットに直接に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路の検査方法。
- 前記圧力検出手段は、前記ウェハカセットから離れた外部において、前記減圧手段と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路の検査方法。
- 前記ウェハカセット判定工程は、前記ウェハカセットにおける前記密閉空間の圧力を該圧力に応じて導電率が変化するピエゾ抵抗を有する圧力センサを用いて測定する工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の半導体集積回路の検査方法。
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