JP3898074B2 - Probing apparatus, semiconductor device inspection apparatus and inspection method - Google Patents

Probing apparatus, semiconductor device inspection apparatus and inspection method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置、プロービング装置を備えた半導体装置の検査装置、及び複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させて実施する半導体装置の検査方法に関するものである。
本発明のプロービング装置並びに半導体装置の検査装置及び検査方法は、例えばウエハレベルＣＳＰ（Chip Size Package）の検査に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置であるＩＣ（集積回路）の製造工程において、プロービング装置により複数のプローブ端子をＩＣに形成されたＩＣ端子に接触させ、検査装置を用いてプローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣに電気信号等を供給してＩＣの電気的特性検査を行なう工程がある。プロービング装置の例は例えば特開平１１−２４４８００号公報に記載されている。
【０００３】
複数のＩＣについて連続的に検査する場合、プロービング装置におけるＩＣ端子とプローブ端子の位置合わせは、最初のＩＣ検査を行なう前に光学的方法により水平方向の位置合わせを行ない、次に圧力センサーや光学的方法等によって高さ方向の位置合わせを行ない、その位置情報をプロービング装置に記憶させることにより、以降のＩＣ端子とプローブ端子の接触については全て同じ高さ条件で連続的に行なっていた。この方法は連続的に検査するＩＣのＩＣ端子高さが一定の範囲内に収まっていることを前提とした方法である。
【０００４】
近年、半導体デバイスのパッケージとしてウエハレベルＣＳＰが使われるようになってきている。ウエハレベルＣＳＰはウエハレベルでパッケージに組み立てられたものである（例えば特開２０００−２６０９１０号公報参照）。
【０００５】
図１３はウエハレベルＣＳＰの一例を示す断面図である。
半導体基板８１上にトランジスタ等の半導体素子（図示は省略）が形成されており、さらにその上に絶縁膜（図示は省略）を介して例えばＡｌ（アルミニウム）からなるＩＣパッド８３及びメタル配線（図示は省略）が形成されている。さらにその上に、例えばフィルム状のポリイミドからなる電気的接続及び電気配線のための配線基板８５が貼り付けられている。配線基板８５にはＩＣパッド８３に対応して導電材料８７が予め形成されている。配線基板８５上及び導電材料８７上に例えばＣｕ（銅）からなるＣｕ配線層８９及びＣｕバンプ９１が形成されている。Ｃｕ配線層８９及びＣｕバンプ９１は再配線層とも呼ばれる。
【０００６】
配線基板８５上、Ｃｕ配線層８９上及びＣｕバンプ９１の側面に封止樹脂９３が形成されている。封止樹脂９３は、例えば樹脂封止用の金型内にウエハ状態の半導体基板８１、封止樹脂、テンポラリ・フィルム（樹脂を金型に接触させないための材料）を設置し、Ｃｕバンプ９１が封止樹脂９３の表面から現れる程度に加熱圧縮されて形成される。Ｃｕバンプ９１上にＩＣ端子１５として例えば半田ボールが機械的に固着されている。ＩＣパッド８３とＩＣ端子１５は導電材料８７、Ｃｕ配線層８９及びＣｕバンプ９１を介して電気的に接続されている。
【０００７】
ウエハレベルＣＳＰの特徴の一つとして、その製造工程において封止樹脂９３の形成、さらにはＩＣ端子の形成までの工程がウエハレベルで行なわれ、その後、ウエハを個々のＩＣ個片に切り分けることが挙げられる。この特徴を生かし、ＩＣの電気的特性検査をＩＣ個片に切り分ける前にウエハレベルで実施することが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウエハレベルＣＳＰのＩＣ端子１５では、ウエハに配線基板８５を貼り付け、その上にＩＣ端子１５が形成されるため、図１４に示すように、ＩＣ端子１５の高さに大きなばらつきをもつ。さらに、ＩＣ個片に切り分ける前のウエハ状態では、図１５に示すように、封止樹脂９３の収縮に起因する応力等によってウエハ７に反りが発生し、その反りの影響によりウエハ７の中央付近と外周域でのＩＣ端子１５の高さにもばらつきが生じるため、ウエハ７全体におけるＩＣ端子１５の高さはさらに大きなばらつきをもつ。
【０００９】
ＩＣの電気的特性検査において、ウエハ状態のウエハレベルＣＳＰのＩＣ端子にプローブ端子を接触させる際、ＩＣ端子の高さが一定であることを前提とした従来のプロービング装置を用いて電気的特性検査を実施した場合、ＩＣ端子の低いＩＣでは、ＩＣ端子とプローブ端子が接触しないために正しい検査が行なわれず、良品を誤って不良品と判定してしまうという問題があった。
【００１０】
また、ＩＣ端子の高いＩＣでは、プローブ端子を強く押し当てすぎてしまい、ＩＣ端子に傷をつけたり変形させたりしてしまうという問題があった。さらに、プローブ端子を強く押し当てすぎることによりプローブ端子の位置精度を狂わせ、以降のＩＣ検査をさらに不確かな結果としてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、このようにＩＣ端子高さのばらつきが大きい半導体装置、例えばウエハレベルＣＳＰ等であっても安定したＩＣ端子とプローブ端子の接触を実現できるプロービング装置並びに半導体装置の検査装置及び検査方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるプロービング装置は、制御部の制御により駆動機構を駆動させて複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置であって、上記ＩＣ端子は半田ボールからなり、上記プローブ端子を上記ＩＣ端子に接触させるべく上記駆動機構の駆動により上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出するための接触検出機構を上記ＩＣ端子に接触されるすべての上記プローブ端子に備え、上記制御部は、上記駆動機構の駆動を制御して、上記接触検出機構による上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の上記チップ領域ごとの接触検出時点から予め設定された所定量だけ上記プローブ端子と上記ＩＣ端子が互いに接近する方向へ移動させるものである。
【００１３】
本発明にかかる半導体装置の検査装置は、複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置と、上記プローブ端子及び上記ＩＣ端子を介して半導体装置の電気的検査を行なうための検査部を備えた半導体装置の検査装置であって、上記プロービング装置として本発明のプロービング装置を備えているものである。
【００１４】
本発明にかかる半導体装置の検査方法は、複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させて実施する半導体装置の検査方法であって、上記ＩＣ端子は半田ボールからなり、上記ＩＣ端子に接触されるすべての上記プローブ端子を用いて、上記プローブ端子を上記ＩＣ端子に接触させるべく上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの上記プローブ端子と上記ＩＣ端子が接触されたかどうかの接触検の出を上記チップ領域ごとに行ない、その接触検出時点から予め設定された所定量だけ上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させて上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接触させる工程を含む。
【００１５】
本発明にかかるプロービング装置並びに半導体装置の検査装置及び検査方法では、検査対象であるチップ領域のＩＣ端子は半田ボールからなり、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触をチップ領域ごとに検出し、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させるので、プローブ端子とＩＣ端子の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させるので、プローブ端子をＩＣ端子に強く押し当てすぎてＩＣ端子が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子とプローブ端子の接触を実現できる。
さらに、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、いずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにしたので、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のプロービング装置において、検査開始前の上記プローブ端子の高さ位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段と、検査開始前の上記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段とを備え、上記制御部は、上記駆動機構の駆動により上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際に、上記プローブ端子位置測定手段及び上記ＩＣ端子位置測定手段の測定結果に基づいて、少なくとも上記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある上記ＩＣ端子が上記プローブ端子に接触する区間において低速動作で上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させるように上記駆動機構を制御し、上記接触検出機構は、上記駆動機構の低速動作開始時に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触検出を開始することが好ましい。
【００１７】
本発明の半導体装置の検査方法において、検査開始前の上記プローブ端子の高さ位置を測定し、検査開始前の上記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定し、上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させる際に、測定した上記プローブ端子の高さ位置及び上記上記ＩＣ端子の高さ位置に基づいて、少なくとも上記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある上記ＩＣ端子が上記プローブ端子に接触する区間において低速動作で上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させ、上記低速動作開始時に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触検出を開始することが好ましい。
【００１８】
少なくとも上記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある上記ＩＣ端子が上記プローブ端子に接触する区間において低速動作で上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させることより、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけ上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させる動作を正確に行なうことができる。
さらに、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる動作の開始から低速動作へ移行するまでの区間を高速動作で行なうことができるので、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる動作の全区間を低速動作で行なう場合に比べて検査時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のプロービング装置において、上記制御部は、予め設定された制限量まで上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させても上記接触検出機構により上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接近を停止させることが好ましい。
本発明の半導体装置の検査方法において、予め設定された制限量まで上記プローブ端子と上記ＩＣ端子を接近させても上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接近を停止させることが好ましい。
これにより、プローブ端子が半導体装置に強く押し付けられてそれらが損傷するのを防止することができる。
【００２０】
本発明のプロービング装置において、上記接触検出機構の第１態様として、半導体装置を一定電位にするための配線部と、上記プローブ端子に電流又は電圧を供給するための電源部と、上記プローブ端子における電圧又は電流を測定するための電気的測定部と、上記電気的測定部の出力信号に基づいて上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出する接触判断部とを備えているものを挙げることができる。
本発明の半導体装置の検査方法の第１局面として、半導体装置を一定電位にし、上記プローブ端子に電流又は電圧を供給し、上記プローブ端子における電圧変化又は電流変化を監視することにより上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出することを挙げることができる。
これにより、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。
【００２１】
本発明のプロービング装置の接触検出機構の第１態様において、上記配線部は上記半導体装置が配置されるステージを含むことが好ましい。
本発明の半導体装置の検査方法の第１局面において、半導体装置が配置されるステージを一定電位にすることにより半導体装置を一定電位にすることが好ましい。
これにより、半導体装置を容易に一定電位にすることができる。
【００２２】
本発明のプロービング装置の接触検出機構の第１態様では、上記電気的検出部を上記プローブ端子ごとに備えている。
本発明の半導体装置の検査方法の第１局面では、上記プローブ端子における電圧変化又は電流変化の監視を上記プローブ端子ごとに行なう。
これにより、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００２３】
本発明のプロービング装置において、上記接触検出機構の第２態様として、上記プローブ端子付近に配置されたセンサー端子と、上記プローブ端子と上記センサー端子の電気的接続を検出するためのショート検出部とを備え、上記センサー端子は上記プローブ端子が上記ＩＣ端子に接触していない状態では上記プローブ端子とは間隔をもち、かつ上記検出端子と上記ＩＣ端子の接触に起因して上記検出端子と接触する位置に配置されているものを挙げることができる。
本発明の半導体装置の検査方法の第２局面として、上記プローブ端子が上記ＩＣ端子に接触していない状態では上記プローブ端子とは間隔をもち、かつ上記検出端子と上記ＩＣ端子の接触に起因して上記検出端子と接触する位置にセンサー端子を配置し、上記プローブ端子と上記センサー端子の電気的接続を検出することにより上記プローブ端子と上記ＩＣ端子の接触を検出することを挙げることができる。
これにより、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。さらに、半導体装置もしくはＩＣ端子又はそれらの両方の電位が不定状態であっても、プローブ端子とＩＣ端子の接触を検知することができる。
【００２４】
本発明のプロービング装置の接触検出機構の第２態様では、上記センサー端子を上記プローブ端子ごとに備えている。
本発明の半導体装置の検査方法の第２局面では、上記センサー端子を上記プローブ端子ごとに配置し、上記プローブ端子と上記センサー端子の電気的接続を上記プローブ端子ごとに検出する。
これにより、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００２５】
【実施例】
図１は半導体装置の検査装置の一実施例を示す概略構成図である。図２はその実施例を示すブロック図である。
検査装置１は複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させるためのプロービング装置３と、プローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣの電気的検査を行なうための検査部を備えたテスタ（検査部）５からなる。図１及び図２では、ＩＣの電気的検査を行なうために所定の検査信号等を供給し、検査結果を判定するための手段の図示は省略されている。
【００２６】
プロービング装置３には、例えば切断前のウエハレベルＣＳＰが多数形成されたウエハ７（図２での図示は省略）を配置するためのステージ９が設けられている。ウエハ７は図示しない真空吸引機構によってステージ９に吸着されている。ステージ９のウエハ７を配置する部分は接地配線（配線部）１１を介して接地電位（一定電位）に接続されている。
ウエハ７には切断されると１個のウエハレベルＣＳＰとなるチップ領域１３がアレイ状に配列されており、個々のチップ領域１３にＩＣ端子１５が形成されている。図１では、１個のウエハレベルＣＳＰに対して６個のＩＣ端子１５が形成されている例を示している。
【００２７】
ステージ９を上下方向に移動させるためのステージ高さ駆動ユニット１７が設けられている。ステージ高さ駆動ユニット１７は、ステージ９を移動させるための駆動機構１９と、駆動機構１９の駆動を制御するための制御部２１を備えている（図２参照）。
【００２８】
ステージ９のウエハ７が配置される面に対向して、６本のプローブ端子２５を備えたプローブカード２３が配置されている。プローブ端子２５は、それらの先端がチップ領域１３内に配置された６個のＩＣ端子１５に対応するようにしてプローブカード２３に支持されている。プローブカード２３の高さ位置は固定されている。
【００２９】
プロービング装置３にはＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段としての圧力センサー２７が配置されている。プローブカード２３の付近に、プローブ端子２５の先端の高さ位置を例えば光学的に測定するためのプローブ端子位置測定手段としてのＣＣＤ（charge coupled device）センサー２９が配置されている。圧力センサー２７の出力信号及びＣＣＤセンサー２９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット１７の制御部２１に送られる。
【００３０】
テスタ５には、電気的測定部としての６個の電流印加電圧測定部３１が設けられている。電流印加電圧測定部３１はプローブ端子２５ごとに設けられており、プローブ端子２５と電流印加電圧測定部３１は電気的に接続されている。
【００３１】
図３にウエハ７、プローブ端子２５及び電流印加電圧測定部３１の回路図を示す。
電流印加電圧測定部３１は、スイッチ３３と、電源部としての定電流源３５と、電気的測定部としての電圧計３７により構成される。スイッチ３３のオン／オフの切替えは制御部２１により制御される。スイッチ３３の一方の端子はプローブ端子２５に接続され、他方の端子は定電流源３５に接続されている。スイッチ３３と定電流源３５の間の配線に電圧計３７が並列に接続されている。電流印加電圧測定部３１の接触判定信号は、例えば測定した電圧が予め設定された規定電圧よりも小さい場合は論理値０の電気信号であり、規定電圧以上の場合は論理値１の電気信号である。定電流源３５は例えば−１０μＡ（マイクロアンペア）の定電流を供給する。定電流源３５は電流印加電圧測定部３１ごとに備えられていてもよいし、複数の電流印加電圧測定部３１で共通であってもよい。
【００３２】
この実施例では、ウエハ７としてＰ型基板からなるものを検査対象とする。図１に示したように、ウエハ７はステージ９及び接地配線１１を介して接地電位に接続される。したがって、ウエハ７は、カソードがＩＣ端子１５に接続され、アノードが接地電位に接続されたｐｎ接合ダイオードと等価である。
【００３３】
図１及び図２に戻って説明を続けると、テスタ５に、電流印加電圧測定部３１の接触判定信号に基づいて、いずれかのＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するための接触判断部３９が設けられている。接触判断部３９としては例えば６入力オアゲート論理回路が用いられる。接触判断部３９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット１７の制御部２１に送られる。
この実施例では、本発明の接触検出機構の第１態様は、スイッチ３３、定電流源３５及び電圧計３７を備えた電流印加電圧測定部３１、ステージ９、接地配線１１並びに接触判断部３９により構成される。
【００３４】
図４は、この実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。図１から図４を参照してこの実施例の電気的検査時の動作を説明する。この動作の説明により、本発明の半導体装置の検査方法の第１局面について一実施例を説明する。
１枚のウエハ７を１ロットとし、１ロットごとに一連の動作でＩＣの電気的検査を開始する（ロットスタート）。検査開始時にはステージ９は初期値の高さ位置に配置され、スイッチ３３はオフにされている。
【００３５】
ＣＣＤセンサー２９によりプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定し、プローブ端子２５の先端の高さ位置情報及び水平方向の位置情報をステージ高さ駆動ユニット１７の制御部２１に送る（ステップＳ１）。
制御部２１により、駆動機構１９を駆動させてステージ９を上昇させ、圧力センサー２７の検知信号によりＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定する（ステップＳ２）。その後、ステージ９を初期値の高さ位置に戻す。
【００３６】
ＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定の一例を説明すると、予めＣＣＤセンサー（図示は省略）によりウエハ７の水平方向の位置合わせを行ない、ＩＣ端子１５の水平方向の位置をプロービング装置３に記憶させる。ここで用いるＣＣＤセンサーは、プローブ端子１５の高さ位置及び水平方向の位置を測定するためのＣＣＤセンサー２９の向きを変えて用いてもよいし、ＣＣＤセンサー２９とは別に準備したものを用いてもよい。
【００３７】
ステージ９を水平方向に移動させて圧力センサー２７の直下にサンプリング測定するＩＣ端子１５がくるようにする。ステージ９を上昇させて、圧力センサー２７によりサンプリング測定するＩＣ端子１５の高さ位置を測定する。その後、ステージ９を下降させる。
サンプリング測定するＩＣ端子１５の数だけステージ９の水平移動と上昇及び下降を繰り返し、必要なサンプリングデータを取得する。
【００３８】
図４に戻って説明を続けると、制御部２１により、ステップＳ２でのサンプリング測定結果に基づいてウエハ７内で最も高い高さ位置（プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置）にあると推定されるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、その推定結果及びプローブ端子２５の先端の高さ位置情報に基づいて、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとして設定する（ステップＳ３）。制御部２１は接触検出開始高さ以上の高さ位置の区間ではステージ９を低速動作にて上昇させるように駆動機構１９の駆動を制御する。
【００３９】
制御部２１により駆動機構１９を駆動させてステージ９を高さ位置は初期値のまま水平移動させ、最初に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置する（ステップＳ４）。
プローブ端子２５に対応して配置されたチップ領域１３について、電気的検査を開始する（チップテストスタート）。
【００４０】
制御部２１により駆動機構１９を高速動作で駆動させてステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまで上昇させる（ステップＳ５）。
制御部２１の制御によりスイッチ３３をオンにし、定電流源３５からスイッチ３３を介してプローブ端子２５に例えば−１０μＡの電流を印加する（ステップＳ６）。
【００４１】
各プローブ端子２５における電圧を電圧計３７により測定する（ステップＳ７）。電圧計３７は、接触判定信号として、測定した電圧が予め設定された規定電圧よりも小さい場合は論理値０を出力し、規定電圧以上の場合は論理値１を出力する。
【００４２】
接触判断部３９により、電圧計３７の出力論理値に基づいて、いずれかのプローブ端子２５における電圧が規定電圧以上になったか、すなわちプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したかどうかを判断する。接触判断部３９は、電圧計３７からの接触判定信号が全て論理値０（規定電圧よりも小さい）の場合は論理値０を出力、すなわちいずれのプローブ端子２５もＩＣ端子１５と接触していないと判断し、いずれかの電圧計３７からの接触判定信号が論理値１（規定電圧以上）の場合は論理値１を出力、すなわちいずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５と接触したと判断する（ステップＳ８）。
【００４３】
接触判断部３９の出力が論理値０、すなわち、いずれの電圧計３７の検出電圧も規定電圧よりも小さい場合（Ｎｏ）、制御部２１はステージ９の高さ位置（ステージ高さ）が制限値であるか否かを判断する（ステップＳ９）。制御部２１には、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎてウエハ７及びプローブ端子２５が損傷するのを防止すべく、ステージ９の上昇に関して制限値が設定されている。
【００４４】
ステップＳ９において、ステージ高さが制限値に達していないと判断した場合、制御部２１は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を例えば１０μｍだけ上昇させる（ステップＳ１０）。このとき、電圧計３７により各プローブ端子２５における電圧が測定され続けており（ステップＳ７）、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触が判断される（ステップＳ８）。
【００４５】
ステップＳ９において、ステージ高さが制限値に達したと判断した場合、制御部２１は検査中のチップ領域１３のチップを不良と判断し（ステップＳ１１）、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させる。これにより、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎることに起因するウエハ７及びプローブ端子２５の損傷を防止することができる。不良と判断したチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００４６】
ステップＳ８において、接触判断部３９の出力が論理値１、すなわち、いずれかの電圧計３７の検出電圧が規定電圧以上の場合（Ｙｅｓ）、制御部２１は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を予め設定された一定量、例えば４０μｍだけ上昇させる（ステップＳ１２）。
いずれかの電圧計３７の検出電圧が規定電圧以上になるのは、いずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したときであり、その時点から予め設定された一定量だけステージ９を上昇させることにより、全てのプローブ端子２５とＩＣ端子１５の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子２５をＩＣ端子１５に強く押し当てすぎてＩＣ端子１５が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００４７】
ステージ９を予め設定された一定量だけ上昇させて全てのプローブ端子２５をＩＣ端子１５に接触させた後、通常のテストルーチンに入って検査中のＩＣ領域１３の電気的検査を行ない、被検査ＩＣ領域１３に対応する被検査ＩＣチップの良否を判断する（ステップＳ１３）。
所定の電気的検査を行なった後、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させ、検査中のチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００４８】
チップテスト終了後、ウエハ７内の全てのチップ領域１３について検査が完了したかを判断する（ステップＳ１４）。未検査のチップ領域１３がある場合（Ｎｏ）、制御部２１により駆動機構１９を駆動させてステージ９を初期値の高さ位置まま水平移動させ、次に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置し（ステップＳ１５）、そのチップ領域１３について電気的検査を開始する（チップテストスタート）。ステップＳ１４において全てのチップ領域１３について電気的検査が完了したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステージ９に配置されたウエハ７について電気的検査を終了する（ロット終了）。
【００４９】
この実施例によれば、ウエハ７においてＩＣ端子１５の高さのばらつきが大きい場合であっても、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出してその検出時点から予め設定された所定量だけステージ９を上昇させる動作をチップ領域１３ごとに実施しているので、全てのチップ領域１３において、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００５０】
図１に示した実施例では、電気的検査を行なうべくＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触させる際、プローブ端子２５に所定の定電流を印加し、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触に起因するプローブ端子２５における電圧変化を検出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プローブ端子２５に所定の定電圧を印加し、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触に起因するプローブ端子２５における電流変化を検出することによって、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するようにしてもよい。その実施例について以下に説明する。
【００５１】
図５は半導体装置の検査装置の他の実施例を示す概略構成図である。図６はその実施例を示すブロック図である。図１及び図２と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
検査装置４１は複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させるためのプロービング装置４３と、プローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣの電気的検査を行なうための検査部を備えたテスタ４５からなる。図５及び図６では、ＩＣの電気的検査を行なうために所定の検査信号等を供給し、検査結果を判定するための手段の図示は省略されている。
【００５２】
プロービング装置４３には、チップ領域１３及びＩＣ端子１５が形成されたウエハ７を配置するためのステージ９、接地配線１１、プローブ端子２５が配置されているプローブカード２３、圧力センサー２７、ＣＣＤセンサー２９、並びにステージ高さ駆動ユニット４７が設けられている。ステージ高さ駆動ユニット４７は、駆動機構１９と、駆動機構１９の駆動を制御するための制御部４９を備えている（図６参照）。圧力センサー２７の出力信号及びＣＣＤセンサー２９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット４７の制御部４９に送られる。
【００５３】
テスタ４５には、電気的測定部としての６個の電圧印加電流測定部５１が設けられている。電圧印加電流測定部５１はプローブ端子２５ごとに設けられており、プローブ端子２５と電圧印加電流測定部５１は電気的に接続されている。
【００５４】
図７にウエハ７、プローブ端子２５及び電圧印加電流測定部５１の回路図を示す。
電圧印加電流測定部５１は、スイッチ５３と、電源部としての定電圧源５５と、電気的測定部としての電流計５７により構成される。スイッチ５３のオン／オフの切替えは制御部４９により制御される。スイッチ５３の一方の端子はプローブ端子２５に接続され、他方の端子は定電流源５５に接続されている。スイッチ５３と定電圧源５５の間の配線に電流計５７が直列に接続されている。電圧印加電流測定部５１の接触判定信号は、例えば測定した電流が予め設定された規定電流よりも小さい場合は論理値０の電気信号であり、規定電流以上の場合は論理値１の電気信号である。定電圧源５５は例えば−１Ｖ（ボルト）の定電圧を供給する。定電圧源５５は電圧印加電流測定部５１ごとに備えられていてもよいし、複数の電圧印加電流測定部５１で共通であってもよい。
【００５５】
この実施例では、ウエハ７としてＰ型基板からなるものを検査対象とする。図５に示したように、ウエハ７はステージ９及び接地配線１１を介して接地電位に接続される。したがって、ウエハ７は、カソードがＩＣ端子１５に接続され、アノードが接地電位に接続されたｐｎ接合ダイオードと等価である。
【００５６】
図５及び図６に戻って説明を続けると、テスタ４５に、電圧印加電流測定部５１の接触判定信号に基づいて、いずれかのＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するための接触判断部５９が設けられている。接触判断部５９としては例えば６入力オアゲート論理回路が用いられる。接触判断部５９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット４７の制御部４９に送られる。
この実施例では、本発明の接触検出機構の第１態様は、スイッチ５３、定電圧源５５及び電流計５７を備えた電圧印加電流測定部５１、ステージ９、接地配線１１並びに接触判断部５９により構成される。
【００５７】
図８は、この実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。図５から図８を参照してこの実施例の電気的検査時の動作を説明する。この動作の説明により、本発明の半導体装置の検査方法の第１局面について他の実施例を説明する。
１枚のウエハ７を１ロットとし、１ロットごとに一連の動作でＩＣの電気的検査を開始する（ロットスタート）。検査開始時にはステージ９は初期値の高さ位置に配置され、スイッチ５３はオフにされている。
【００５８】
ＣＣＤセンサー２９によりプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定し、プローブ端子２５の先端の高さ位置情報及び水平方向の位置情報をステージ高さ駆動ユニット４７の制御部４９に送る（ステップＳ３１）。
制御部４９により、駆動機構１９を駆動させてステージ９を上昇させ、圧力センサー２７の検知信号によりＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定する（ステップＳ３２）。その後、ステージ９を初期値の高さ位置に戻す。
【００５９】
制御部４９により、ステップＳ３２でのサンプリング測定結果に基づいてウエハ７内で最も高い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、その推定結果及びプローブ端子２５の先端の高さ位置情報に基づいて、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとして設定する（ステップＳ３３）。制御部４９は接触検出開始高さ以上の高さ位置の区間ではステージ９を低速動作にて上昇させるように駆動機構１９の駆動を制御する。
【００６０】
制御部４９により駆動機構１９を駆動させてステージ９を高さ位置は初期値のまま水平移動させ、最初に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置する（ステップＳ３４）。
プローブ端子２５に対応して配置されたチップ領域１３について、電気的検査を開始する（チップテストスタート）。
【００６１】
制御部４９により駆動機構１９を高速動作で駆動させてステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまで上昇させる（ステップＳ３５）。
制御部４９の制御によりスイッチ５３をオンにし、定電圧源５５からスイッチ５３を介してプローブ端子２５に例えば−１Ｖの電圧を印加する（ステップＳ３６）。
【００６２】
各プローブ端子２５における電流を電流計５７により測定する（ステップＳ３７）。電流計５７は、測定した電流が予め設定された規定電流よりも小さい場合は論理値０を出力し、規定電流以上の場合は論理値１を出力する。
接触判断部５９により、電流計５７の出力論理値に基づいて、いずれかのプローブ端子２５における電流が規定電流以上になったか、すなわちプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したかどうかを判断する。接触判断部５９は、電流計５７からの接触判定信号が全て論理値０（規定電流よりも小さい）の場合は論理値０を出力、すなわちいずれのプローブ端子２５もＩＣ端子１５と接触していないと判断し、いずれかの電流計５７からの接触判定信号が論理値１（規定電流以上）の場合は論理値１を出力、すなわちいずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５と接触したと判断する（ステップＳ３８）。
【００６３】
接触判断部５９の出力が論理値０、すなわち、いずれの電流計５７の検出電圧も規定電流よりも小さい場合（Ｎｏ）、制御部４９はステージ９のステージ高さが制限値であるか否かを判断する（ステップＳ３９）。制御部４９には、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎてウエハ７及びプローブ端子２５が損傷するのを防止すべく、ステージ９の上昇に関して制限値が設定されている。
【００６４】
ステップＳ３９において、ステージ高さが制限値に達していないと判断した場合、制御部４９は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を例えば１０μｍだけ上昇させる（ステップＳ４０）。このとき、電流計５７により各プローブ端子２５における電流が測定され続けており（ステップＳ３７）、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触が判断される（ステップＳ３８）。
【００６５】
ステップＳ３９において、ステージ高さが制限値に達したと判断した場合、制御部４９は検査中のチップ領域１３のチップを不良と判断し（ステップＳ４１）、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させる。これにより、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎることに起因するウエハ７及びプローブ端子２５の損傷を防止することができる。不良と判断したチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００６６】
ステップＳ３８において、接触判断部５９の出力が論理値１、すなわち、いずれかの電流計５７の検出電圧が規定電流以上の場合（Ｙｅｓ）、制御部４９は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を予め設定された一定量、例えば４０μｍだけ上昇させる（ステップＳ４２）。
いずれかの電流計５７の検出電圧が規定電流以上になるのは、いずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したときであり、その時点から予め設定された一定量だけステージ９を上昇させることにより、全てのプローブ端子２５とＩＣ端子１５の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子２５をＩＣ端子１５に強く押し当てすぎてＩＣ端子１５が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００６７】
ステージ９を予め設定された一定量だけ上昇させて全てのプローブ端子２５をＩＣ端子１５に接触させた後、通常のテストルーチンに入って検査中のＩＣ領域１３の電気的検査を行ない、被検査ＩＣ領域１３に対応する被検査ＩＣチップの良否を判断する（ステップＳ４３）。
所定の電気的検査を行なった後、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させ、検査中のチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００６８】
チップテスト終了後、ウエハ７内の全てのチップ領域１３について検査が完了したかを判断する（ステップＳ４４）。未検査のチップ領域１３がある場合（Ｎｏ）、制御部４９により駆動機構１９を駆動させてステージ９を初期値の高さ位置まま水平移動させ、次に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置し（ステップＳ４５）、そのチップ領域１３について電気的検査を開始する（チップテストスタート）。ステップＳ４４において全てのチップ領域１３について電気的検査が完了したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステージ９に配置されたウエハ７について電気的検査を終了する（ロット終了）。
【００６９】
この実施例によれば、ウエハ７においてＩＣ端子１５の高さのばらつきが大きい場合であっても、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出してその検出時点から予め設定された所定量だけステージ９を上昇させる動作をチップ領域１３ごとに実施しているので、全てのチップ領域１３において、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００７０】
図９は半導体装置の検査装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。図１０はその実施例を示すブロック図である。図１及び図２並びに図３及び図４と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
検査装置６１は複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させるためのプロービング装置６３と、プローブ端子及びＩＣ端子を介してＩＣの電気的検査を行なうための検査部を備えたテスタ６５からなる。図９及び図１０では、ＩＣの電気的検査を行なうために所定の検査信号等を供給し、検査結果を判定するための手段の図示は省略されている。
【００７１】
プロービング装置６３には、チップ領域１３及びＩＣ端子１５が形成されたウエハ７を配置するためのステージ９、接地配線１１、圧力センサー２７及びＣＣＤセンサー２９が設けられ、プローブ端子２５及びセンサー端子７１が配置されているプローブカード６９とステージ高さ駆動ユニット６５が設けられている。センサー端子７１はプローブ端子２５ごとに設けられている。ステージ高さ駆動ユニット６５は、駆動機構１９と、駆動機構１９の駆動を制御するための制御部６７を備えている（図１０参照）。圧力センサー２７の出力信号及びＣＣＤセンサー２９の出力信号はステージ高さ駆動ユニット６５の制御部６７に送られる。
【００７２】
テスタ６５には、電気的測定部としての６個のショート検出部７３が設けられている。ショート検出部７３はプローブ端子２５及びセンサー端子７１の組ごとに設けられており、プローブ端子２５及びセンサー端子７１とショート検出部７３は電気的に接続されている。
【００７３】
図１１にプローブ端子２５、センサー端子７１及びショート検出部７３の構成図を示す。
センサー端子７１はプローブ端子２５の上方（ステージ９とは反対側の位置）に、プローブ端子２５とは間隔をもって配置されている（（Ａ）参照）。ステージ９が上昇されてプローブ端子２５とＩＣ端子（図示は省略）が接触し、さらにステージ９が上昇されてプローブ端子２５が押し上げられることにより、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触する（（Ｂ）参照）。
【００７４】
ショート検出部７３はプローブ端子２５とセンサー端子７１の接触を電気的に検出するものであり、検出動作のオン／オフを内部で切り替えられるようになっている。ショート検出部７３の接触判定信号は、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触していないときは論理値０の電気信号であり、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触しているときは論理値１の電気信号である。
【００７５】
図９及び図１０に戻って説明を続けると、テスタ６５に、ショート検出部７３の接触判定信号に基づいて、いずれかのＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出するための接触判断部７５が設けられている。接触判断部７５としては例えば６入力オアゲート論理回路が用いられる。接触判断部７５の出力信号はステージ高さ駆動ユニット６５の制御部６７に送られる。
この実施例では、本発明の接触検出機構の第２態様は、センサー端子７１、ショート検出部７３及び接触判断部７５により構成される。
【００７６】
図１２は、この実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。図９から図１２を参照してこの実施例の電気的検査時の動作を説明する。この動作の説明により、本発明の半導体装置の検査方法の第２局面について一実施例を説明する。
１枚のウエハ７を１ロットとし、１ロットごとに一連の動作でＩＣの電気的検査を開始する（ロットスタート）。検査開始時にはステージ９は初期値の高さ位置に配置され、ショート検出部７３はオフにされている。
【００７７】
ＣＣＤセンサー２９によりプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定し、プローブ端子２５の先端の高さ位置情報及び水平方向の位置情報をステージ高さ駆動ユニット６５の制御部６７に送る（ステップＳ５１）。
制御部６７により、駆動機構１９を駆動させてステージ９を上昇させ、圧力センサー２７の検知信号によりＩＣ端子１５の高さ位置をサンプリング測定する（ステップＳ５２）。その後、ステージ９を初期値の高さ位置に戻す。
【００７８】
制御部６７により、ステップＳ５２でのサンプリング測定結果に基づいてウエハ７内で最も高い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、その推定結果及びプローブ端子２５の先端の高さ位置情報に基づいて、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとして設定する（ステップＳ５３）。制御部６７は接触検出開始高さ以上の高さ位置の区間ではステージ９を低速動作にて上昇させるように駆動機構１９の駆動を制御する。
【００７９】
制御部６７により駆動機構１９を駆動させてステージ９を高さ位置は初期値のまま水平移動させ、最初に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置する（ステップＳ５４）。
プローブ端子２５に対応して配置されたチップ領域１３について、電気的検査を開始する（チップテストスタート）。
【００８０】
制御部６７により駆動機構１９を高速動作で駆動させてステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまで上昇させる（ステップＳ５５）。
制御部６７の制御によりショート検出部７３をオンにし、プローブ端子２５とセンサー端子７１の接触（ショート）を検出する（ステップＳ５６）。ショート検出部７３は、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触している場合は論理値１の接触判定信号を出力し、プローブ端子２５とセンサー端子７１が接触していない場合は論理値０の接触判定信号を出力する。
【００８１】
接触判断部７５により、ショート検出部７３からの接触判定信号に基づいて、いずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５に接触したかどうかを判断する。接触判断部７５は、ショート検出部７３からの接触判定信号が全て論理値０の場合は論理値０を出力、すなわちいずれのプローブ端子２５もＩＣ端子１５と接触していないと判断し、いずれかのショート検出部７３からの接触判定信号が論理値１の場合は論理値１を出力、すなわちいずれかのプローブ端子２５がＩＣ端子１５と接触したと判断する（ステップＳ５７）。
【００８２】
接触判断部７５の出力が論理値０の場合（Ｎｏ）、制御部６７はステージ９のステージ高さが制限値であるか否かを判断する（ステップＳ５８）。制御部６７には、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎてウエハ７及びプローブ端子２５が損傷するのを防止すべく、ステージ９の上昇に関して制限値が設定されている。
【００８３】
ステップＳ５８において、ステージ高さが制限値に達していないと判断した場合、制御部６７は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を例えば１０μｍだけ上昇させる（ステップＳ５９）。このとき、ショート検出部７３により各プローブ端子２５とセンサー端子７１の接触が監視し続けられており（ステップＳ５６）、プローブ端子２５とセンサー端子７１の接触が判断される（ステップＳ５７）。
【００８４】
ステップＳ５８において、ステージ高さが制限値に達したと判断した場合、制御部６７は検査中のチップ領域１３のチップを不良と判断し（ステップＳ６０）、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させる。これにより、プローブ端子２５がウエハ７に強く押し付けられすぎることに起因するウエハ７及びプローブ端子２５の損傷を防止することができる。不良と判断したチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００８５】
ステップＳ５７において、接触判断部７５の出力が論理値１の場合（Ｙｅｓ）、制御部６７は駆動機構１９の駆動を制御してステージ９を予め設定された一定量、例えば４０μｍだけ上昇させる（ステップＳ６１）。
接触判断部７５の出力が論理値１になるのは、いずれかのプローブ端子２５とＩＣ端子１５が接触したことに起因してプローブ端子２５とセンサー端子７１が接触したときであり、その時点から予め設定された一定量だけステージ９を上昇させることにより、全てのプローブ端子２５とＩＣ端子１５の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子２５をＩＣ端子１５に強く押し当てすぎてＩＣ端子１５が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００８６】
ステージ９を予め設定された一定量だけ上昇させて全てのプローブ端子２５をＩＣ端子１５に接触させた後、通常のテストルーチンに入って検査中のＩＣ領域１３の電気的検査を行ない、被検査ＩＣ領域１３に対応する被検査ＩＣチップの良否を判断する（ステップＳ６２）。
所定の電気的検査を行なった後、ステージ９を初期値の高さ位置まで下降させ、検査中のチップ領域１３についてチップテストを終了する（チップテスト終了）。
【００８７】
チップテスト終了後、ウエハ７内の全てのチップ領域１３について検査が完了したかを判断する（ステップＳ６３）。未検査のチップ領域１３がある場合（Ｎｏ）、制御部６７により駆動機構１９を駆動させてステージ９を初期値の高さ位置まま水平移動させ、次に検査を行なうチップ領域１３のＩＣ端子１５をプローブ端子２５に対応する位置に配置し（ステップＳ６４）、そのチップ領域１３について電気的検査を開始する（チップテストスタート）。ステップＳ６３において全てのチップ領域１３について電気的検査が完了したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステージ９に配置されたウエハ７について電気的検査を終了する（ロット終了）。
【００８８】
この実施例によれば、ウエハ７においてＩＣ端子１５の高さのばらつきが大きい場合であっても、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を検出してその検出時点から予め設定された所定量だけステージ９を上昇させる動作をチップ領域１３ごとに実施しているので、全てのチップ領域１３において、安定したＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触を実現できる。
【００８９】
上記の実施例では、制御部２１，４９により、プローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子１５の高さ位置を推定し、プローブ端子２５に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する高さを、ＩＣ端子１５とプローブ端子２５の接触検出開始高さとしてチップテスト前に設定し、各領域１３の電気的検査時には、ステージ９を初期値の高さ位置から接触検出開始高さまでは高速動作で上昇させ、接触検出開始高さ以降は１０μｍずつステージ９を上昇させる低速動作でステージ９を上昇させるようにしているので、ステージ９を上昇させる全区間を低速動作で行なう場合に比べて検査時間を短縮することができる。
【００９０】
ステージ９を低速動作にて上昇させる区間は、プローブ端子２５に最も近い高さ位置にあると推定されるＩＣ端子１５とプローブ端子２５が接触する高さ位置以上の区間に限定されるものではなく、少なくともプローブ端子２５の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子１５がプローブ端子２５に接触する区間を含んでいればよい。
【００９１】
図１から図４を参照して説明した実施例及び図５から図８を参照して説明した実施例では、ウエハ７を接地電位にしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエハ７の電位を一定レベルにできる構成であればよい。
また、図９から図１２を参照して説明した実施例では、ステージ９を接地電位にしてウエハ７を接地電位にしているが、この実施例ではステージ９は接地レベルとせず不定状態であってもよい。
【００９２】
また、上記の検査装置の実施例では、プローブ端子２５を固定し、ステージ９のみを移動させる構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ステージ９を固定し、プローブ端子２５を移動させる構成であってもよいし、ステージ９及びプローブ端子２５の両方を移動させる構成であってもよい。
【００９３】
また、上記の検査装置の実施例では、接触検出機構を構成する電流印加電圧測定部３１、電圧印加電流測定部５１及びショート検出部７３並びに接触判断部３９，５９，７５はテスタ５，４５，６５に備えられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの一部がプロービング装置３，４３，６３に含まれていてもよいし、接触検出機構の全てがプロービング装置３，４３，６３に含まれていてもよい。
【００９４】
また、上記の検査装置の実施例では、検査開始前のプローブ端子２５の先端の高さ位置及び水平方向の位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段としてＣＣＤセンサー２９を備えているが、プローブ端子位置測定手段はＣＣＤに限定されるものではなく、検査開始前のプローブ端子の先端の高さ位置を測定できる他の手段であってもよい。
【００９５】
また、上記の検査装置の実施例では、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段として圧力センサー２７を備えているが、ＩＣ端子位置測定手段は圧力センサーに限定されるものではなく、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定できる他の手段であってもよい。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００９６】
【発明の効果】
本発明のプロービング装置では、プローブ端子が接触されるＩＣ端子は半田ボールからなり、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべく駆動機構の駆動によりプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するための接触検出機構をＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子に備え、制御部は、駆動機構の駆動を制御して、接触検出機構によるプローブ端子とＩＣ端子のチップ領域ごとの接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子が互いに接近する方向へ移動させるようにし、
本発明の半導体装置の検査装置では、プロービング装置と検査部を備え、プロービング装置として本発明のプロービング装置を備えているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法では、プローブ端子が接触されるＩＣ端子は半田ボールからなり、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子が接触されたかどうかの接触検出を上記チップ領域ごとに行ない、その接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させてプローブ端子とＩＣ端子を接触させる工程を含むようにしたので、
プローブ端子とＩＣ端子の接触の確実性を向上させることができる。さらに、プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させるので、プローブ端子をＩＣ端子に強く押し当てすぎてＩＣ端子が破損等するのを防止することができる。これにより、安定したＩＣ端子とプローブ端子の接触を実現できる。さらに、ＩＣ端子に接触されるすべてのプローブ端子を用いて、いずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにしたので、いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【００９７】
本発明のプロービング装置で、検査開始前のプローブ端子の高さ位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段と、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段とを備え、制御部は、駆動機構の駆動によりプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際に、プローブ端子位置測定手段及びＩＣ端子位置測定手段の測定結果に基づいて、少なくともプローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子がプローブ端子に接触する区間において低速動作でプローブ端子とＩＣ端子を接近させるように駆動機構を制御し、接触検出機構は、駆動機構の低速動作開始時にプローブ端子とＩＣ端子の接触検出を開始するようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、検査開始前のプローブ端子の高さ位置を測定し、検査開始前のＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定し、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる際に、測定したプローブ端子の高さ位置及びＩＣ端子の高さ位置に基づいて、少なくともプローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にあるＩＣ端子がプローブ端子に接触する区間において低速動作でプローブ端子とＩＣ端子を接近させ、低速動作開始時にプローブ端子とＩＣ端子の接触検出を開始するようにすれば、
プローブ端子とＩＣ端子の接触検出時点から予め設定された所定量だけプローブ端子とＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させる動作を正確に行なうことができる。さらに、プローブ端子とＩＣ端子を接近させる動作の全区間を低速動作で行なう場合に比べて検査時間を短縮することができる。
【００９８】
本発明のプロービング装置で、制御部は、予め設定された制限量までプローブ端子とＩＣ端子を接近させても接触検出機構によりプローブ端子とＩＣ端子の接触が検出されない場合にプローブ端子とＩＣ端子の接近を停止させるようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、予め設定された制限量までプローブ端子とＩＣ端子を接近させてもプローブ端子とＩＣ端子の接触が検出されない場合にプローブ端子とＩＣ端子の接近を停止させるようにすれば、
プローブ端子が半導体装置に強く押し付けられてそれらが損傷するのを防止することができる。
【００９９】
本発明のプロービング装置で、接触検出機構の第１態様として、半導体装置を一定電位にするための配線部と、プローブ端子に電流又は電圧を供給するための電源部と、プローブ端子における電圧又は電流を測定するための電気的測定部と、電気的測定部の出力信号に基づいてプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出する接触判断部とを備え、
本発明の半導体装置の検査方法で、第１局面として、半導体装置を一定電位にし、プローブ端子に電流又は電圧を供給し、プローブ端子における電圧変化又は電流変化を監視することによりプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにすれば、
プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。
【０１００】
本発明のプロービング装置で、接触検出機構の第１態様において、配線部は半導体装置が配置されるステージを含むようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、第１局面において、半導体装置が配置されるステージを一定電位にすることにより半導体装置を一定電位にするようにすれば、
半導体装置を容易に一定電位にすることができる。
【０１０１】
本発明のプロービング装置では、接触検出機構の第１態様において、電気的検出部をプローブ端子ごとに備えているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法では、第１局面において、プローブ端子における電圧変化又は電流変化の監視をプローブ端子ごとに行なうようにしたので、
いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【０１０２】
本発明のプロービング装置で、接触検出機構の第２態様として、プローブ端子付近に配置されたセンサー端子と、プローブ端子とセンサー端子の電気的接続を検出するためのショート検出部とを備え、センサー端子はプローブ端子がＩＣ端子に接触していない状態ではプローブ端子とは間隔をもち、かつ検出端子とＩＣ端子の接触に起因して検出端子と接触する位置に配置されているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法で、第２局面として、プローブ端子がＩＣ端子に接触していない状態ではプローブ端子とは間隔をもち、かつ検出端子とＩＣ端子の接触に起因して検出端子と接触する位置にセンサー端子を配置し、プローブ端子とセンサー端子の電気的接続を検出することによりプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出するようにすれば、
プローブ端子をＩＣ端子に接触させるべくプローブ端子とＩＣ端子を接近させる際にいずれかのプローブ端子とＩＣ端子の接触を検出することができる。さらに、半導体装置もしくはＩＣ端子又はそれらの両方の電位が不定状態であっても、プローブ端子とＩＣ端子の接触を検知することができる。
【０１０３】
本発明のプロービング装置では、接触検出機構の第２態様において、センサー端子をプローブ端子ごとに備えているようにし、
本発明の半導体装置の検査方法では、第２局面において、センサー端子をプローブ端子ごとに配置し、プローブ端子とセンサー端子の電気的接続をプローブ端子ごとに検出するようにしたので、
いずれかのＩＣ端子高さが突出して高くなっているような不良ＩＣを含んでいる場合であってもプローブ端子が半導体装置に強く押し付けられて損傷するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体装置の検査装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例を示すブロック図である。
【図３】同実施例におけるウエハ、プローブ端子及び電流印加電圧測定部を示す回路図である。
【図４】同実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。
【図５】半導体装置の検査装置の他の一実施例を示す概略構成図である。
【図６】同実施例を示すブロック図である。
【図７】同実施例におけるウエハ、プローブ端子及び電圧印加電流測定部を示す回路図である。
【図８】同実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。
【図９】半導体装置の検査装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図１０】同実施例を示すブロック図である。
【図１１】同実施例におけるプローブ端子、センサー端子及びショート検出部を示す回路図である。
【図１２】同実施例の電気的検査時の動作を示すフローチャートである。
【図１３】ウエハレベルＣＳＰの一例を示す断面図である。
【図１４】ＩＣ端子の高さにばらつきをもつウエハレベルＣＳＰを示す断面図である。
【図１５】ＩＣ個片に切り分ける前のウエハを示す側面図である。
【符号の説明】
１ 検査装置
３ プロービング装置
５ テスタ
７ ウエハ
９ ステージ
１１ 接地配線
１３ チップ領域
１５ ＩＣ端子
１７ ステージ高さ駆動ユニット
１９ 駆動機構
２１ 制御部
２３ プローブカード
２５ プローブ端子
２７ 圧力センサー
２９ ＣＣＤセンサー
３１ 電流印加電圧測定部
３３ スイッチ
３５ 定電流源
３７ 電圧計
３９ 接触判断部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a probing device having a function of bringing a plurality of probe terminals into contact with an IC terminal of a semiconductor device, an inspection device for a semiconductor device having a probing device, and a plurality of probe terminals in contact with an IC terminal of the semiconductor device. The present invention relates to a semiconductor device inspection method to be performed.
The probing apparatus, semiconductor device inspection apparatus, and inspection method of the present invention are used, for example, for inspection of a wafer level CSP (Chip Size Package).
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of an IC (integrated circuit) which is a semiconductor device, a probe device is brought into contact with an IC terminal formed on the IC by a probing device, and an electrical signal is sent to the IC through the probe terminal and the IC terminal using an inspection device Etc., and a process for inspecting the electrical characteristics of the IC. An example of a probing device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-244800.
[0003]
When continuously inspecting a plurality of ICs, the IC terminals and probe terminals in the probing apparatus are aligned in the horizontal direction by an optical method before the first IC inspection, and then the pressure sensor or optical By aligning in the height direction by an automatic method or the like and storing the position information in the probing device, all subsequent contact between the IC terminal and the probe terminal is continuously performed under the same height condition. This method is based on the premise that the IC terminal height of ICs to be continuously inspected is within a certain range.
[0004]
In recent years, a wafer level CSP has been used as a package for semiconductor devices. The wafer level CSP is assembled into a package at the wafer level (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-260910).
[0005]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a wafer level CSP.
A semiconductor element such as a transistor (not shown) is formed on the semiconductor substrate 81, and further, an IC pad 83 made of, for example, Al (aluminum) and a metal wiring (not shown) via an insulating film (not shown) thereon. Is omitted). Furthermore, a wiring board 85 for electrical connection and electrical wiring made of, for example, film-like polyimide is attached thereon. A conductive material 87 is previously formed on the wiring board 85 corresponding to the IC pad 83. A Cu wiring layer 89 and Cu bumps 91 made of, for example, Cu (copper) are formed on the wiring substrate 85 and the conductive material 87. The Cu wiring layer 89 and the Cu bump 91 are also referred to as a rewiring layer.
[0006]
A sealing resin 93 is formed on the wiring substrate 85, the Cu wiring layer 89, and the side surfaces of the Cu bump 91. The sealing resin 93 is, for example, a semiconductor substrate 81 in a wafer state, a sealing resin, and a temporary film (a material for preventing the resin from coming into contact with the mold) in a resin sealing mold. It is formed by being heated and compressed to the extent that it appears from the surface of the sealing resin 93. For example, a solder ball is mechanically fixed on the Cu bump 91 as the IC terminal 15. The IC pad 83 and the IC terminal 15 are electrically connected via a conductive material 87, a Cu wiring layer 89, and a Cu bump 91.
[0007]
One of the characteristics of the wafer level CSP is that the process up to the formation of the sealing resin 93 and further the formation of the IC terminal is performed at the wafer level in the manufacturing process, and then the wafer is cut into individual IC pieces. Can be mentioned. Taking advantage of this feature, it can be considered that the electrical characteristic inspection of the IC is performed at the wafer level before it is cut into IC pieces.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the IC terminal 15 of the wafer level CSP, the wiring board 85 is attached to the wafer and the IC terminal 15 is formed thereon, so that the height of the IC terminal 15 varies greatly as shown in FIG. . Further, in the wafer state before cutting into IC pieces, as shown in FIG. 15, the wafer 7 is warped due to stress caused by the shrinkage of the sealing resin 93, and the vicinity of the center of the wafer 7 is affected by the warp. Further, the height of the IC terminal 15 in the outer peripheral region also varies, so that the height of the IC terminal 15 in the entire wafer 7 has a larger variation.
[0009]
In the IC electrical characteristic inspection, when the probe terminal is brought into contact with the wafer level CSP IC terminal in the wafer state, the electrical characteristic inspection is performed using a conventional probing device on the assumption that the height of the IC terminal is constant. In the case where the IC terminal has a low IC terminal, the IC terminal and the probe terminal are not in contact with each other, so that a correct inspection is not performed, and a non-defective product is erroneously determined as a defective product.
[0010]
Further, in an IC having a high IC terminal, there is a problem that the probe terminal is pressed too strongly and the IC terminal is scratched or deformed. Furthermore, there has been a problem in that the probe terminal is excessively pressed so that the position accuracy of the probe terminal is deviated, and the subsequent IC inspection is further uncertain.
[0011]
Accordingly, the present invention provides a probing apparatus, a semiconductor device inspection apparatus and an inspection apparatus that can realize stable contact between an IC terminal and a probe terminal even in a semiconductor device having such a large variation in IC terminal height, such as a wafer level CSP. It is intended to provide a method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The probing device according to the present invention drives a drive mechanism under the control of a control unit to connect a plurality of probe terminals.Chip area formed on waferA probing device having a function of contacting the IC terminal ofThe IC terminal consists of a solder ball,A contact detection mechanism for detecting contact between any one of the probe terminals and the IC terminals when the probe terminals and the IC terminals are brought close to each other by driving the drive mechanism to bring the probe terminals into contact with the IC terminals;To all the probe terminals that are in contact with the IC terminalAnd the control unit controls driving of the driving mechanism, and the probe terminal and the IC terminal of the contact detection mechanism are controlled.For each chip areaThe probe terminal and the IC terminal are moved in a direction approaching each other by a predetermined amount set in advance from the point of contact detection.
[0013]
A semiconductor device inspection apparatus according to the present invention performs a probing device having a function of bringing a plurality of probe terminals into contact with an IC terminal of a semiconductor device, and performs an electrical inspection of the semiconductor device through the probe terminal and the IC terminal. An inspection apparatus for a semiconductor device provided with an inspection unit for the above-mentioned probing apparatus according to the present invention as the probing apparatus.
[0014]
  A semiconductor device inspection method according to the present invention includes a plurality of probe terminals.Chip area formed on waferA method for inspecting a semiconductor device that is carried out in contact with an IC terminal ofThe IC terminal is composed of a solder ball, and using all the probe terminals that are in contact with the IC terminal,When the probe terminal and the IC terminal are brought closer to bring the probe terminal into contact with the IC terminal, either the probe terminal or the IC terminalWhether was touchedThe contact inspection ofFor each chip areaAnd a step of moving the probe terminal and the IC terminal toward each other by a predetermined amount set in advance from the contact detection time point to bring the probe terminal and the IC terminal into contact with each other.
[0015]
  In the probing apparatus and semiconductor device inspection apparatus and inspection method according to the present invention,The IC terminals in the chip area to be inspected are made of solder balls, and all the probe terminals that are in contact with the IC terminals are used.When bringing the probe terminal and the IC terminal close to bring the probe terminal into contact with the IC terminal, the contact between any of the probe terminals and the IC terminalFor each chip areaDetecting and moving the probe terminal and the IC terminal in a direction approaching each other by a predetermined amount from the time when the contact detection of the probe terminal and the IC terminal is detected, so that the certainty of the contact between the probe terminal and the IC terminal can be improved. it can. Further, since the probe terminal and the IC terminal are moved in a direction approaching each other by a predetermined amount from the time when contact between the probe terminal and the IC terminal is detected, the probe terminal is pressed too strongly against the IC terminal, and the IC terminal is damaged. Can be prevented. Thereby, stable contact between the IC terminal and the probe terminal can be realized.
  Further, since all the probe terminals that are in contact with the IC terminal are used to detect the contact between any one of the probe terminals and the IC terminal, the height of any one of the IC terminals protrudes and becomes high. Even when a defective IC is included, it is possible to prevent the probe terminal from being strongly pressed against the semiconductor device and being damaged.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the probing device of the present invention, probe terminal position measuring means for measuring the height position of the probe terminal before the start of inspection, and IC terminal position for sampling and measuring the height position of the IC terminal before the start of inspection Measuring means, and when the control unit approaches the probe terminal and the IC terminal by driving the drive mechanism, based on the measurement results of the probe terminal position measuring means and the IC terminal position measuring means, Controlling the drive mechanism so that the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other at a low speed in a section where the IC terminal at a height position closest to the height position of the probe terminal contacts the probe terminal; The contact detection mechanism starts contact detection between the probe terminal and the IC terminal when the drive mechanism starts low-speed operation. It is preferred.
[0017]
In the semiconductor device inspection method of the present invention, the height position of the probe terminal before the start of inspection is measured, the height position of the IC terminal before the start of inspection is measured by sampling, and the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other. When making the probe terminal, based on the measured height position of the probe terminal and the height position of the IC terminal, the IC terminal at least at the height position closest to the height position of the probe terminal is connected to the probe terminal. It is preferable that the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other at a low speed operation in a contact area, and contact detection between the probe terminal and the IC terminal is started at the start of the low speed operation.
[0018]
By bringing the probe terminal and the IC terminal close to each other at a low speed in a section where the IC terminal at the height position closest to the height position of the probe terminal is in contact with the probe terminal, the probe terminal and the IC terminal The operation of moving the probe terminal and the IC terminal in a direction approaching each other by a predetermined amount set in advance from the time of contact detection can be accurately performed.
Furthermore, since the section from the start of the operation for bringing the probe terminal and the IC terminal closer to the transition to the low speed operation can be performed at a high speed operation, the entire section for the operation for bringing the probe terminal and the IC terminal closer to each other is performed at a low speed operation. Compared with this, the inspection time can be shortened.
[0019]
In the probing device of the present invention, the control unit may detect that the contact detection mechanism does not detect contact between the probe terminal and the IC terminal even when the probe terminal and the IC terminal are brought close to a preset limit amount. It is preferable to stop the approach of the probe terminal and the IC terminal.
In the semiconductor device inspection method of the present invention, when contact between the probe terminal and the IC terminal is not detected even when the probe terminal and the IC terminal are brought close to a preset limit amount, the probe terminal and the IC terminal are detected. It is preferable to stop the approach.
Thereby, it is possible to prevent the probe terminals from being strongly pressed against the semiconductor device and being damaged.
[0020]
In the probing device of the present invention, as a first aspect of the contact detection mechanism, a wiring portion for setting the semiconductor device to a constant potential, a power supply portion for supplying a current or a voltage to the probe terminal, and the probe terminal Examples include an electrical measurement unit for measuring voltage or current, and a contact determination unit that detects contact between the probe terminal and the IC terminal based on an output signal of the electrical measurement unit. it can.
As a first aspect of the method for inspecting a semiconductor device of the present invention, the semiconductor device is set to a constant potential, a current or a voltage is supplied to the probe terminal, and a voltage change or a current change at the probe terminal is monitored. The contact of the IC terminal can be detected.
Thereby, when approaching a probe terminal and an IC terminal so that a probe terminal may be in contact with an IC terminal, contact of either probe terminal and an IC terminal can be detected.
[0021]
In the first aspect of the contact detection mechanism of the probing device of the present invention, it is preferable that the wiring portion includes a stage on which the semiconductor device is disposed.
In the first aspect of the method for inspecting a semiconductor device of the present invention, it is preferable to set the semiconductor device to a constant potential by setting the stage on which the semiconductor device is arranged to a constant potential.
Thereby, the semiconductor device can be easily set to a constant potential.
[0022]
  1st aspect of the contact detection mechanism of the probing apparatus of this inventionThenThe electrical detection unit is provided for each probe terminal.Yes.
  1st aspect of the inspection method of the semiconductor device of this inventionThenMonitoring the voltage change or current change at each probe terminal for each probe terminalDo.
  Thereby, even if it includes a defective IC in which any IC terminal height protrudes and is high, the probe terminal can be prevented from being strongly pressed against the semiconductor device and damaged.
[0023]
In the probing device of the present invention, as a second aspect of the contact detection mechanism, a sensor terminal disposed in the vicinity of the probe terminal, and a short detection unit for detecting electrical connection between the probe terminal and the sensor terminal are provided. The sensor terminal is spaced from the probe terminal when the probe terminal is not in contact with the IC terminal, and the sensor terminal is in contact with the detection terminal due to contact between the detection terminal and the IC terminal. Can be mentioned.
As a second aspect of the method for inspecting a semiconductor device of the present invention, the probe terminal is spaced from the probe terminal in a state where the probe terminal is not in contact with the IC terminal, and is caused by contact between the detection terminal and the IC terminal. Thus, it is possible to detect contact between the probe terminal and the IC terminal by arranging a sensor terminal at a position in contact with the detection terminal and detecting an electrical connection between the probe terminal and the sensor terminal.
Thereby, when approaching a probe terminal and an IC terminal so that a probe terminal may be in contact with an IC terminal, contact of either probe terminal and an IC terminal can be detected. Furthermore, contact between the probe terminal and the IC terminal can be detected even when the potentials of the semiconductor device and / or the IC terminal are indefinite.
[0024]
  The contact detection mechanism of the probing device of the present invention2AspectThenThe sensor terminal is provided for each probe terminal.Yes.
  The semiconductor device inspection method of the present invention2aspectThenThe sensor terminal is arranged for each probe terminal, and the electrical connection between the probe terminal and the sensor terminal is detected for each probe terminal.To do.
  Thereby, even if it includes a defective IC in which any IC terminal height protrudes and is high, the probe terminal can be prevented from being strongly pressed against the semiconductor device and damaged.
[0025]
【Example】
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a semiconductor device inspection apparatus. FIG. 2 is a block diagram showing the embodiment.
The inspection device 1 includes a probing device 3 for bringing a plurality of probe terminals into contact with the IC terminals of the semiconductor device, and a tester (inspection unit) including an inspection unit for performing an electrical inspection of the IC via the probe terminals and the IC terminals. ) 5. In FIG. 1 and FIG. 2, a means for supplying a predetermined inspection signal or the like to perform an electrical inspection of the IC and determining the inspection result is omitted.
[0026]
The probing apparatus 3 is provided with a stage 9 for placing, for example, a wafer 7 (not shown in FIG. 2) on which a number of wafer levels CSP before cutting are formed. The wafer 7 is attracted to the stage 9 by a vacuum suction mechanism (not shown). A portion of the stage 9 where the wafer 7 is disposed is connected to a ground potential (a constant potential) via a ground wiring (wiring portion) 11.
When the wafer 7 is cut, chip regions 13 that become one wafer level CSP are arranged in an array, and an IC terminal 15 is formed in each chip region 13. FIG. 1 shows an example in which six IC terminals 15 are formed for one wafer level CSP.
[0027]
A stage height driving unit 17 for moving the stage 9 in the vertical direction is provided. The stage height drive unit 17 includes a drive mechanism 19 for moving the stage 9 and a control unit 21 for controlling the drive of the drive mechanism 19 (see FIG. 2).
[0028]
A probe card 23 having six probe terminals 25 is arranged opposite to the surface of the stage 9 on which the wafer 7 is arranged. The probe terminals 25 are supported by the probe card 23 so that their tips correspond to the six IC terminals 15 arranged in the chip region 13. The height position of the probe card 23 is fixed.
[0029]
The probing device 3 is provided with a pressure sensor 27 as IC terminal position measuring means for sampling and measuring the height position of the IC terminal 15. In the vicinity of the probe card 23, a CCD (charge coupled device) sensor 29 is arranged as a probe terminal position measuring means for optically measuring the height position of the tip of the probe terminal 25, for example. The output signal of the pressure sensor 27 and the output signal of the CCD sensor 29 are sent to the control unit 21 of the stage height driving unit 17.
[0030]
The tester 5 is provided with six current application voltage measurement units 31 as electrical measurement units. The current application voltage measurement unit 31 is provided for each probe terminal 25, and the probe terminal 25 and the current application voltage measurement unit 31 are electrically connected.
[0031]
FIG. 3 shows a circuit diagram of the wafer 7, the probe terminal 25, and the current application voltage measurement unit 31.
The current application voltage measurement unit 31 includes a switch 33, a constant current source 35 as a power supply unit, and a voltmeter 37 as an electrical measurement unit. Switching on / off of the switch 33 is controlled by the control unit 21. One terminal of the switch 33 is connected to the probe terminal 25, and the other terminal is connected to the constant current source 35. A voltmeter 37 is connected in parallel to the wiring between the switch 33 and the constant current source 35. The contact determination signal of the current application voltage measurement unit 31 is, for example, an electrical signal having a logical value 0 when the measured voltage is smaller than a preset specified voltage, and an electrical signal having a logical value 1 when the measured voltage is equal to or higher than the specified voltage. is there. The constant current source 35 supplies a constant current of −10 μA (microampere), for example. The constant current source 35 may be provided for each current application voltage measurement unit 31, or may be common to a plurality of current application voltage measurement units 31.
[0032]
In this embodiment, a wafer 7 made of a P-type substrate is to be inspected. As shown in FIG. 1, the wafer 7 is connected to the ground potential via the stage 9 and the ground wiring 11. Therefore, the wafer 7 is equivalent to a pn junction diode having a cathode connected to the IC terminal 15 and an anode connected to the ground potential.
[0033]
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the contact determination for detecting contact between any of the IC terminal 15 and the probe terminal 25 based on the contact determination signal of the current application voltage measurement unit 31 is performed by the tester 5. A portion 39 is provided. As the contact determination unit 39, for example, a 6-input OR gate logic circuit is used. The output signal of the contact determination unit 39 is sent to the control unit 21 of the stage height driving unit 17.
In this embodiment, the first aspect of the contact detection mechanism of the present invention includes a current application voltage measurement unit 31 including a switch 33, a constant current source 35 and a voltmeter 37, a stage 9, a ground wiring 11, and a contact determination unit 39. Composed.
[0034]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation at the time of electrical inspection of this embodiment. With reference to FIG. 1 to FIG. 4, the operation at the time of electrical inspection of this embodiment will be described. By describing this operation, one embodiment of the first aspect of the semiconductor device inspection method of the present invention will be described.
One wafer 7 is taken as one lot, and electrical inspection of the IC is started by a series of operations for each lot (lot start). At the start of inspection, the stage 9 is placed at the initial height position, and the switch 33 is turned off.
[0035]
The CCD sensor 29 measures the height position and horizontal position of the tip of the probe terminal 25, and sends the height position information and horizontal position information of the tip of the probe terminal 25 to the control unit 21 of the stage height drive unit 17. Send (step S1).
The control unit 21 drives the drive mechanism 19 to raise the stage 9, and samples and measures the height position of the IC terminal 15 based on the detection signal of the pressure sensor 27 (step S2). Thereafter, the stage 9 is returned to the initial height position.
[0036]
An example of sampling measurement of the height position of the IC terminal 15 will be described. The horizontal position of the wafer 7 is aligned in advance by a CCD sensor (not shown), and the horizontal position of the IC terminal 15 is stored in the probing device 3. Let The CCD sensor used here may be used by changing the orientation of the CCD sensor 29 for measuring the height position and the horizontal position of the probe terminal 15, or using a CCD sensor prepared separately from the CCD sensor 29. Also good.
[0037]
The stage 9 is moved in the horizontal direction so that the IC terminal 15 for sampling measurement comes directly under the pressure sensor 27. The stage 9 is raised and the height position of the IC terminal 15 to be sampled and measured by the pressure sensor 27 is measured. Thereafter, the stage 9 is lowered.
The horizontal movement, ascent and descent of the stage 9 are repeated as many as the number of IC terminals 15 for sampling measurement, and necessary sampling data is acquired.
[0038]
Returning to FIG. 4, the description is continued, and the control unit 21 sets the highest height position in the wafer 7 (the height position closest to the height position of the probe terminal 25) based on the sampling measurement result in step S <b> 2. The height position of the IC terminal 15 estimated to be present is estimated, and based on the estimation result and the height position information of the tip of the probe terminal 25, the height position closest to the height position of the probe terminal 25 is The estimated height at which the IC terminal 15 contacts the probe terminal 25 is set as a contact detection start height between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 (step S3). The control unit 21 controls the drive of the drive mechanism 19 so that the stage 9 is raised at a low speed operation in a section at a height position equal to or higher than the contact detection start height.
[0039]
The driving mechanism 19 is driven by the control unit 21 to horizontally move the stage 9 with the initial height position, and the IC terminal 15 of the chip region 13 to be inspected first is disposed at a position corresponding to the probe terminal 25 ( Step S4).
Electrical inspection is started for the chip region 13 arranged corresponding to the probe terminal 25 (chip test start).
[0040]
The control unit 21 drives the drive mechanism 19 at a high speed to raise the stage 9 from the initial height position to the contact detection start height (step S5).
The switch 33 is turned on under the control of the control unit 21, and a current of, for example, -10 μA is applied from the constant current source 35 to the probe terminal 25 via the switch 33 (step S6).
[0041]
The voltage at each probe terminal 25 is measured by the voltmeter 37 (step S7). As the contact determination signal, the voltmeter 37 outputs a logical value 0 when the measured voltage is smaller than a preset specified voltage, and outputs a logical value 1 when the measured voltage is equal to or higher than the specified voltage.
[0042]
Based on the output logic value of the voltmeter 37, the contact determination unit 39 determines whether the voltage at any of the probe terminals 25 has become equal to or higher than the specified voltage, that is, whether the probe terminal 25 has contacted the IC terminal 15. The contact determination unit 39 outputs a logical value 0 when all of the contact determination signals from the voltmeter 37 are logical values 0 (smaller than the specified voltage), that is, no probe terminal 25 is in contact with the IC terminal 15. If the contact determination signal from one of the voltmeters 37 is a logical value 1 (a specified voltage or higher), it outputs a logical value 1, that is, it is determined that any one of the probe terminals 25 is in contact with the IC terminal 15. (Step S8).
[0043]
When the output of the contact determination unit 39 is a logical value 0, that is, when the detection voltage of any voltmeter 37 is smaller than the specified voltage (No), the control unit 21 determines that the height position (stage height) of the stage 9 is the limit value. It is judged whether it is (step S9). In the control unit 21, a limit value is set for raising the stage 9 in order to prevent the probe terminal 25 from being pressed too strongly against the wafer 7 and damaging the wafer 7 and the probe terminal 25.
[0044]
If it is determined in step S9 that the stage height has not reached the limit value, the control unit 21 controls the drive mechanism 19 to raise the stage 9 by, for example, 10 μm (step S10). At this time, the voltage at each probe terminal 25 is continuously measured by the voltmeter 37 (step S7), and contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is determined (step S8).
[0045]
If it is determined in step S9 that the stage height has reached the limit value, the control unit 21 determines that the chip in the chip area 13 being inspected is defective (step S11), and moves the stage 9 to the initial height position. Lower. Thereby, damage to the wafer 7 and the probe terminal 25 caused by the probe terminal 25 being pressed too strongly against the wafer 7 can be prevented. The chip test is completed for the chip area 13 determined to be defective (chip test ends).
[0046]
In step S8, when the output of the contact determination unit 39 is the logical value 1, that is, when the detection voltage of any voltmeter 37 is equal to or higher than the specified voltage (Yes), the control unit 21 controls the drive of the drive mechanism 19 to perform the stage. 9 is increased by a predetermined amount, for example, 40 μm (step S12).
The detection voltage of any one of the voltmeters 37 becomes equal to or higher than the specified voltage when any one of the probe terminals 25 comes into contact with the IC terminal 15 and the stage 9 is raised by a predetermined amount from that point. Thus, the certainty of contact between all the probe terminals 25 and the IC terminals 15 can be improved. Furthermore, it is possible to prevent the IC terminal 15 from being damaged by excessively pressing the probe terminal 25 against the IC terminal 15. Thereby, a stable contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 can be realized.
[0047]
After the stage 9 is raised by a predetermined amount and all the probe terminals 25 are brought into contact with the IC terminals 15, the normal test routine is entered to conduct an electrical inspection of the IC area 13 being inspected and to be inspected The quality of the IC chip to be inspected corresponding to the IC area 13 is judged (step S13).
After performing a predetermined electrical inspection, the stage 9 is lowered to the height position of the initial value, and the chip test is completed for the chip area 13 under inspection (chip test end).
[0048]
After completion of the chip test, it is determined whether or not the inspection has been completed for all the chip regions 13 in the wafer 7 (step S14). When there is an uninspected chip area 13 (No), the control unit 21 drives the drive mechanism 19 to horizontally move the stage 9 while maintaining the initial height position, and then the IC terminal 15 of the chip area 13 to be inspected next. Is arranged at a position corresponding to the probe terminal 25 (step S15), and electrical inspection is started for the chip region 13 (chip test start). If it is determined in step S14 that the electrical inspection has been completed for all the chip regions 13 (Yes), the electrical inspection is completed for the wafer 7 placed on the stage 9 (lot end).
[0049]
According to this embodiment, even when the variation in the height of the IC terminal 15 on the wafer 7 is large, the contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is detected, and a predetermined amount set in advance from the detection time point is detected. Since the operation of raising the stage 9 is performed for each chip region 13, stable contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 can be realized in all the chip regions 13.
[0050]
In the embodiment shown in FIG. 1, when the IC terminal 15 and the probe terminal 25 are brought into contact with each other for electrical inspection, a predetermined constant current is applied to the probe terminal 25, resulting from the contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25. However, the present invention is not limited to this, and a predetermined constant voltage is applied to the probe terminal 25 to cause contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25. The contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 may be detected by detecting a current change in the probe terminal 25. Examples thereof will be described below.
[0051]
FIG. 5 is a schematic block diagram showing another embodiment of a semiconductor device inspection apparatus. FIG. 6 is a block diagram showing the embodiment. The same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The inspection device 41 includes a probing device 43 for bringing a plurality of probe terminals into contact with the IC terminals of the semiconductor device, and a tester 45 including an inspection unit for performing an electrical inspection of the IC via the probe terminals and the IC terminals. . In FIGS. 5 and 6, a means for supplying a predetermined inspection signal or the like to perform an electrical inspection of the IC and determining the inspection result is omitted.
[0052]
The probing device 43 includes a stage 9 for placing the wafer 7 on which the chip region 13 and the IC terminal 15 are formed, a grounding wire 11, a probe card 23 on which the probe terminal 25 is placed, a pressure sensor 27, and a CCD sensor 29. In addition, a stage height driving unit 47 is provided. The stage height drive unit 47 includes a drive mechanism 19 and a control unit 49 for controlling the drive of the drive mechanism 19 (see FIG. 6). The output signal of the pressure sensor 27 and the output signal of the CCD sensor 29 are sent to the control unit 49 of the stage height driving unit 47.
[0053]
The tester 45 is provided with six voltage application current measurement units 51 as electrical measurement units. The voltage application current measurement unit 51 is provided for each probe terminal 25, and the probe terminal 25 and the voltage application current measurement unit 51 are electrically connected.
[0054]
FIG. 7 shows a circuit diagram of the wafer 7, the probe terminal 25, and the voltage application current measurement unit 51.
The voltage application current measurement unit 51 includes a switch 53, a constant voltage source 55 as a power supply unit, and an ammeter 57 as an electrical measurement unit. Switching on / off of the switch 53 is controlled by the control unit 49. One terminal of the switch 53 is connected to the probe terminal 25, and the other terminal is connected to the constant current source 55. An ammeter 57 is connected in series to the wiring between the switch 53 and the constant voltage source 55. The contact determination signal of the voltage application current measurement unit 51 is, for example, an electrical signal having a logical value 0 when the measured current is smaller than a preset specified current, and an electrical signal having a logical value 1 when the measured current is greater than the specified current. is there. The constant voltage source 55 supplies a constant voltage of −1 V (volt), for example. The constant voltage source 55 may be provided for each voltage application current measurement unit 51, or may be common to a plurality of voltage application current measurement units 51.
[0055]
In this embodiment, a wafer 7 made of a P-type substrate is to be inspected. As shown in FIG. 5, the wafer 7 is connected to the ground potential via the stage 9 and the ground wiring 11. Therefore, the wafer 7 is equivalent to a pn junction diode having a cathode connected to the IC terminal 15 and an anode connected to the ground potential.
[0056]
Returning to FIG. 5 and FIG. 6, the description will be continued. The contact determination for detecting the contact between any of the IC terminal 15 and the probe terminal 25 based on the contact determination signal of the voltage application current measuring unit 51 is sent to the tester 45. A portion 59 is provided. As the contact determination unit 59, for example, a 6-input OR gate logic circuit is used. The output signal of the contact determination unit 59 is sent to the control unit 49 of the stage height drive unit 47.
In this embodiment, the first aspect of the contact detection mechanism of the present invention includes a voltage application current measuring unit 51 including a switch 53, a constant voltage source 55 and an ammeter 57, a stage 9, a ground wiring 11, and a contact determination unit 59. Composed.
[0057]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation at the time of electrical inspection of this embodiment. With reference to FIGS. 5 to 8, the operation at the time of electrical inspection of this embodiment will be described. By describing this operation, another embodiment of the first aspect of the semiconductor device inspection method of the present invention will be described.
One wafer 7 is taken as one lot, and electrical inspection of the IC is started by a series of operations for each lot (lot start). At the start of inspection, the stage 9 is placed at the initial height position, and the switch 53 is turned off.
[0058]
The CCD sensor 29 measures the height position and the horizontal position of the tip of the probe terminal 25, and sends the height position information and the horizontal position information of the tip of the probe terminal 25 to the control unit 49 of the stage height driving unit 47. Send (step S31).
The controller 49 drives the drive mechanism 19 to raise the stage 9, and samples and measures the height position of the IC terminal 15 based on the detection signal of the pressure sensor 27 (step S32). Thereafter, the stage 9 is returned to the initial height position.
[0059]
The control unit 49 estimates the height position of the IC terminal 15 that is estimated to be at the highest height position in the wafer 7 based on the sampling measurement result in step S <b> 32, and the estimation result and the tip of the probe terminal 25. The height at which the IC terminal 15 estimated to be at a height position closest to the height position of the probe terminal 25 based on the height position information of the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is determined. The contact detection start height is set (step S33). The control unit 49 controls the drive of the drive mechanism 19 so as to raise the stage 9 by a low speed operation in a section at a height position higher than the contact detection start height.
[0060]
The drive mechanism 19 is driven by the control unit 49 to horizontally move the stage 9 with the initial height position, and the IC terminal 15 of the chip region 13 to be inspected first is arranged at a position corresponding to the probe terminal 25 ( Step S34).
Electrical inspection is started for the chip region 13 arranged corresponding to the probe terminal 25 (chip test start).
[0061]
The drive unit 19 is driven at high speed by the control unit 49 to raise the stage 9 from the initial height position to the contact detection start height (step S35).
The switch 53 is turned on under the control of the control unit 49, and a voltage of, for example, −1 V is applied from the constant voltage source 55 to the probe terminal 25 via the switch 53 (step S36).
[0062]
The current at each probe terminal 25 is measured by the ammeter 57 (step S37). The ammeter 57 outputs a logical value 0 when the measured current is smaller than a preset specified current, and outputs a logical value 1 when the measured current is greater than the specified current.
Based on the output logic value of the ammeter 57, the contact determination unit 59 determines whether the current at any of the probe terminals 25 has exceeded the specified current, that is, whether the probe terminal 25 has contacted the IC terminal 15. The contact determination unit 59 outputs a logical value 0 when all the contact determination signals from the ammeter 57 are logical values 0 (smaller than the specified current), that is, no probe terminal 25 is in contact with the IC terminal 15. When the contact determination signal from any one of the ammeters 57 is a logical value 1 (more than a specified current), it outputs a logical value 1, that is, it is determined that any one of the probe terminals 25 is in contact with the IC terminal 15. (Step S38).
[0063]
When the output of the contact determination unit 59 is a logical value 0, that is, when the detection voltage of any ammeter 57 is smaller than the specified current (No), the control unit 49 determines whether or not the stage height of the stage 9 is a limit value. Is determined (step S39). In the control unit 49, a limit value is set for raising the stage 9 in order to prevent the probe terminal 25 from being pressed too strongly against the wafer 7 and damaging the wafer 7 and the probe terminal 25.
[0064]
If it is determined in step S39 that the stage height has not reached the limit value, the control unit 49 controls the drive mechanism 19 to raise the stage 9 by, for example, 10 μm (step S40). At this time, the current at each probe terminal 25 is continuously measured by the ammeter 57 (step S37), and contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is determined (step S38).
[0065]
If it is determined in step S39 that the stage height has reached the limit value, the control unit 49 determines that the chip in the chip area 13 being inspected is defective (step S41), and moves the stage 9 to the initial height position. Lower. Thereby, damage to the wafer 7 and the probe terminal 25 caused by the probe terminal 25 being pressed too strongly against the wafer 7 can be prevented. The chip test is completed for the chip area 13 determined to be defective (chip test ends).
[0066]
In step S38, when the output of the contact determination unit 59 is the logical value 1, that is, when the detection voltage of any ammeter 57 is equal to or higher than the specified current (Yes), the control unit 49 controls the drive of the drive mechanism 19 to perform the stage. 9 is increased by a predetermined amount, for example, 40 μm (step S42).
The detection voltage of any one of the ammeters 57 becomes equal to or higher than the specified current when any one of the probe terminals 25 contacts the IC terminal 15 and the stage 9 is raised by a predetermined amount from that point. Thus, the certainty of contact between all the probe terminals 25 and the IC terminals 15 can be improved. Furthermore, it is possible to prevent the IC terminal 15 from being damaged by excessively pressing the probe terminal 25 against the IC terminal 15. Thereby, a stable contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 can be realized.
[0067]
After the stage 9 is raised by a predetermined amount and all the probe terminals 25 are brought into contact with the IC terminals 15, the normal test routine is entered to conduct an electrical inspection of the IC area 13 being inspected and to be inspected The quality of the IC chip to be inspected corresponding to the IC area 13 is judged (step S43).
After performing a predetermined electrical inspection, the stage 9 is lowered to the height position of the initial value, and the chip test is completed for the chip area 13 under inspection (chip test end).
[0068]
After completion of the chip test, it is determined whether or not the inspection has been completed for all the chip regions 13 in the wafer 7 (step S44). When there is an uninspected chip region 13 (No), the drive mechanism 19 is driven by the control unit 49 to horizontally move the stage 9 with the initial height position, and then the IC terminal 15 of the chip region 13 to be inspected. Is placed at a position corresponding to the probe terminal 25 (step S45), and electrical inspection is started for the chip region 13 (chip test start). If it is determined in step S44 that the electrical inspection has been completed for all the chip regions 13 (Yes), the electrical inspection for the wafer 7 placed on the stage 9 is terminated (lot end).
[0069]
According to this embodiment, even when the variation in the height of the IC terminal 15 on the wafer 7 is large, the contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is detected, and a predetermined amount set in advance from the detection time point is detected. Since the operation of raising the stage 9 is performed for each chip region 13, stable contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 can be realized in all the chip regions 13.
[0070]
FIG. 9 is a schematic diagram showing still another embodiment of the semiconductor device inspection apparatus. FIG. 10 is a block diagram showing the embodiment. The same portions as those in FIGS. 1 and 2 and FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The inspection device 61 includes a probing device 63 for bringing a plurality of probe terminals into contact with the IC terminals of the semiconductor device, and a tester 65 including an inspection unit for performing an electrical inspection of the IC via the probe terminals and the IC terminals. . In FIG. 9 and FIG. 10, means for supplying a predetermined inspection signal or the like to perform an electrical inspection of the IC and determining the inspection result is omitted.
[0071]
The probing device 63 is provided with a stage 9 for placing the wafer 7 on which the chip region 13 and the IC terminal 15 are formed, a ground wiring 11, a pressure sensor 27, and a CCD sensor 29, and a probe terminal 25 and a sensor terminal 71 are provided. An arranged probe card 69 and a stage height driving unit 65 are provided. The sensor terminal 71 is provided for each probe terminal 25. The stage height drive unit 65 includes a drive mechanism 19 and a control unit 67 for controlling the drive of the drive mechanism 19 (see FIG. 10). The output signal of the pressure sensor 27 and the output signal of the CCD sensor 29 are sent to the control unit 67 of the stage height driving unit 65.
[0072]
The tester 65 is provided with six short detection units 73 as electrical measurement units. The short detection unit 73 is provided for each set of the probe terminal 25 and the sensor terminal 71, and the probe terminal 25, the sensor terminal 71, and the short detection unit 73 are electrically connected.
[0073]
FIG. 11 shows a configuration diagram of the probe terminal 25, the sensor terminal 71, and the short detection unit 73.
The sensor terminal 71 is disposed above the probe terminal 25 (position opposite to the stage 9) with a gap from the probe terminal 25 (see (A)). The stage 9 is raised to bring the probe terminal 25 into contact with the IC terminal (not shown). Further, the stage 9 is raised to push up the probe terminal 25, thereby bringing the probe terminal 25 into contact with the sensor terminal 71 ((B )reference).
[0074]
The short detection unit 73 detects the contact between the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 electrically, and can turn on / off the detection operation internally. The contact determination signal of the short detection unit 73 is an electrical signal having a logical value 0 when the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 are not in contact, and a logical value 1 when the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 are in contact. It is an electric signal.
[0075]
Returning to FIG. 9 and FIG. 10, the description will be continued. The contact determination unit 75 for detecting a contact between any one of the IC terminals 15 and the probe terminal 25 based on the contact determination signal from the short detection unit 73. Is provided. As the contact determination unit 75, for example, a 6-input OR gate logic circuit is used. The output signal of the contact determination unit 75 is sent to the control unit 67 of the stage height drive unit 65.
In this embodiment, the second aspect of the contact detection mechanism of the present invention includes a sensor terminal 71, a short detection unit 73, and a contact determination unit 75.
[0076]
FIG. 12 is a flowchart showing the operation at the time of electrical inspection of this embodiment. With reference to FIGS. 9 to 12, the operation at the time of electrical inspection of this embodiment will be described. By describing this operation, one embodiment of the second aspect of the semiconductor device inspection method of the present invention will be described.
One wafer 7 is taken as one lot, and electrical inspection of the IC is started by a series of operations for each lot (lot start). At the start of inspection, the stage 9 is arranged at the initial height position, and the short detection unit 73 is turned off.
[0077]
The CCD sensor 29 measures the height position and horizontal position of the tip of the probe terminal 25, and sends the height position information and horizontal position information of the tip of the probe terminal 25 to the controller 67 of the stage height drive unit 65. Send (step S51).
The controller 67 drives the drive mechanism 19 to raise the stage 9, and samples and measures the height position of the IC terminal 15 based on the detection signal of the pressure sensor 27 (step S52). Thereafter, the stage 9 is returned to the initial height position.
[0078]
The controller 67 estimates the height position of the IC terminal 15 that is estimated to be at the highest height position in the wafer 7 based on the sampling measurement result in step S52, and the estimation result and the tip of the probe terminal 25 are detected. The height at which the IC terminal 15 estimated to be at a height position closest to the height position of the probe terminal 25 based on the height position information of the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is determined. The contact detection start height is set (step S53). The control unit 67 controls the drive of the drive mechanism 19 so as to raise the stage 9 by a low speed operation in a section at a height position equal to or higher than the contact detection start height.
[0079]
The drive mechanism 19 is driven by the control unit 67 to horizontally move the stage 9 with the initial height position, and the IC terminal 15 of the chip region 13 to be inspected first is arranged at a position corresponding to the probe terminal 25 ( Step S54).
Electrical inspection is started for the chip region 13 arranged corresponding to the probe terminal 25 (chip test start).
[0080]
The control unit 67 drives the drive mechanism 19 at a high speed to raise the stage 9 from the initial height position to the contact detection start height (step S55).
The short detection unit 73 is turned on by the control of the control unit 67, and the contact (short circuit) between the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 is detected (step S56). The short detection unit 73 outputs a contact determination signal having a logical value 1 when the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 are in contact with each other, and outputs a contact having a logical value 0 when the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 are not in contact with each other. Outputs a judgment signal.
[0081]
Based on the contact determination signal from the short detection unit 73, the contact determination unit 75 determines whether any probe terminal 25 has contacted the IC terminal 15. The contact determination unit 75 outputs a logical value 0 when all the contact determination signals from the short detection unit 73 are logical values 0, that is, determines that none of the probe terminals 25 are in contact with the IC terminal 15. When the contact determination signal from the short detection unit 73 is a logical value 1, it outputs a logical value 1, that is, it is determined that any one of the probe terminals 25 is in contact with the IC terminal 15 (step S57).
[0082]
When the output of the contact determination unit 75 is a logical value 0 (No), the control unit 67 determines whether or not the stage height of the stage 9 is a limit value (step S58). In the control unit 67, a limit value is set for raising the stage 9 in order to prevent the probe terminal 25 from being pressed too strongly against the wafer 7 and damaging the wafer 7 and the probe terminal 25.
[0083]
If it is determined in step S58 that the stage height has not reached the limit value, the controller 67 controls the drive mechanism 19 to raise the stage 9 by, for example, 10 μm (step S59). At this time, the contact between each probe terminal 25 and the sensor terminal 71 is continuously monitored by the short detection unit 73 (step S56), and the contact between the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 is determined (step S57).
[0084]
If it is determined in step S58 that the stage height has reached the limit value, the controller 67 determines that the chip in the chip area 13 being inspected is defective (step S60), and moves the stage 9 to the initial height position. Lower. Thereby, damage to the wafer 7 and the probe terminal 25 caused by the probe terminal 25 being pressed too strongly against the wafer 7 can be prevented. The chip test is completed for the chip area 13 determined to be defective (chip test ends).
[0085]
In step S57, when the output of the contact determination unit 75 is the logical value 1 (Yes), the control unit 67 controls the drive of the drive mechanism 19 to raise the stage 9 by a predetermined fixed amount, for example, 40 μm (step S57). S61).
The output of the contact determination unit 75 becomes a logical value 1 when the probe terminal 25 and the sensor terminal 71 are in contact with each other due to the contact between any one of the probe terminals 25 and the IC terminal 15. By raising the stage 9 by a predetermined amount set in advance, the certainty of contact between all the probe terminals 25 and the IC terminals 15 can be improved. Furthermore, it is possible to prevent the IC terminal 15 from being damaged by excessively pressing the probe terminal 25 against the IC terminal 15. Thereby, a stable contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 can be realized.
[0086]
After the stage 9 is raised by a predetermined amount and all the probe terminals 25 are brought into contact with the IC terminals 15, the normal test routine is entered to conduct an electrical inspection of the IC area 13 being inspected and to be inspected The quality of the IC chip to be inspected corresponding to the IC area 13 is judged (step S62).
After performing a predetermined electrical inspection, the stage 9 is lowered to the height position of the initial value, and the chip test is completed for the chip area 13 under inspection (chip test end).
[0087]
After completion of the chip test, it is determined whether or not the inspection has been completed for all the chip regions 13 in the wafer 7 (step S63). If there is an uninspected chip area 13 (No), the control unit 67 drives the drive mechanism 19 to horizontally move the stage 9 with the initial height position, and then the IC terminal 15 of the chip area 13 to be inspected next. Is placed at a position corresponding to the probe terminal 25 (step S64), and electrical inspection is started for the chip region 13 (chip test start). If it is determined in step S63 that the electrical inspection has been completed for all the chip regions 13 (Yes), the electrical inspection for the wafer 7 placed on the stage 9 is terminated (lot end).
[0088]
According to this embodiment, even when the variation in the height of the IC terminal 15 on the wafer 7 is large, the contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 is detected, and a predetermined amount set in advance from the detection time point is detected. Since the operation of raising the stage 9 is performed for each chip region 13, stable contact between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 can be realized in all the chip regions 13.
[0089]
In the above embodiment, the control unit 21, 49 estimates the height position of the IC terminal 15 at the height position closest to the height position of the probe terminal 25, and is at the height position closest to the probe terminal 25. The height at which the IC terminal 15 contacts the probe terminal 25 is set as a contact detection start height between the IC terminal 15 and the probe terminal 25 before the chip test, and the stage 9 is set to the initial value at the time of electrical inspection of each region 13. From the height position, the contact detection start height is raised at a high speed operation, and after the contact detection start height, the stage 9 is raised by a low speed operation that raises the stage 9 by 10 μm. The inspection time can be shortened compared to the case where the section is operated at a low speed.
[0090]
The section in which the stage 9 is raised by the low speed operation is not limited to a section that is higher than the height position where the IC terminal 15 and the probe terminal 25 are estimated to be at the height position closest to the probe terminal 25. It is only necessary to include a section where the IC terminal 15 at the height position closest to the height position of the probe terminal 25 is in contact with the probe terminal 25.
[0091]
In the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4 and the embodiment described with reference to FIGS. 5 to 8, the wafer 7 is set to the ground potential. However, the present invention is not limited to this. Any configuration is possible as long as the potential of the wafer 7 can be kept at a constant level.
In the embodiment described with reference to FIGS. 9 to 12, the stage 9 is set to the ground potential and the wafer 7 is set to the ground potential. However, in this embodiment, the stage 9 is not at the ground level and is in an indefinite state. Also good.
[0092]
In the embodiment of the inspection apparatus described above, the probe terminal 25 is fixed and only the stage 9 is moved. However, the present invention is not limited to this, and the stage 9 is fixed and the probe terminal 25 is fixed. The structure which moves this may be sufficient, and the structure which moves both the stage 9 and the probe terminal 25 may be sufficient.
[0093]
In the embodiment of the inspection apparatus, the current application voltage measurement unit 31, the voltage application current measurement unit 51, the short detection unit 73, and the contact determination units 39, 59, and 75 constituting the contact detection mechanism are the testers 5, 45, However, the present invention is not limited to this, and some of them may be included in the probing devices 3, 43, and 63, and all of the contact detection mechanisms are included in the probing device 3. , 43, 63 may be included.
[0094]
In the embodiment of the inspection apparatus described above, the CCD sensor 29 is provided as the probe terminal position measuring means for measuring the height position and the horizontal position of the tip of the probe terminal 25 before the inspection is started. The terminal position measuring means is not limited to the CCD, and may be other means that can measure the height position of the tip of the probe terminal before the start of inspection.
[0095]
Further, in the embodiment of the inspection apparatus described above, the pressure sensor 27 is provided as the IC terminal position measuring means for sampling and measuring the height position of the IC terminal before the inspection is started, but the IC terminal position measuring means is the pressure sensor. However, the present invention is not limited to this, and other means capable of sampling and measuring the height position of the IC terminal before the start of inspection may be used.
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible within the range of this invention described in the claim.
[0096]
【The invention's effect】
  Of the present inventionIn probing equipment,The IC terminal with which the probe terminal is contacted consists of a solder ball,A contact detection mechanism for detecting contact between any one of the probe terminals and the IC terminals when the probe terminals and the IC terminals are brought close to each other by driving the drive mechanism to bring the probe terminals into contact with the IC terminals.For all probe terminals in contact with IC terminalsThe control unit controls the drive of the drive mechanism, and the probe terminal and IC terminal of the contact detection mechanism are controlled.Per chip areaThe probe terminal and the IC terminal are moved in a direction approaching each other by a predetermined amount set in advance from the time of contact detection,
  Of the present inventionThe semiconductor device inspection device includes a probing device and an inspection unit, and the probing device of the present invention is provided as a probing device.
  Of the present inventionInspection method of semiconductor devicesoIsThe IC terminal to which the probe terminal is contacted is composed of a solder ball, and using all the probe terminals that are in contact with the IC terminal,When bringing the probe terminal and the IC terminal close to bring the probe terminal into contact with the IC terminal, either of the probe terminal and the IC terminalWhether was touchedTouch detectionFor each chip areaSince the probe terminal and the IC terminal are brought into contact with each other by moving the probe terminal and the IC terminal toward each other by a predetermined amount set in advance from the contact detection time point,
  The certainty of contact between the probe terminal and the IC terminal can be improved. Further, since the probe terminal and the IC terminal are moved in a direction approaching each other by a predetermined amount from the time when contact between the probe terminal and the IC terminal is detected, the probe terminal is pressed too strongly against the IC terminal, and the IC terminal is damaged. Can be prevented. Thereby, stable contact between the IC terminal and the probe terminal can be realized.Further, since all the probe terminals that are in contact with the IC terminal are used to detect the contact between any one of the probe terminals and the IC terminal, the height of any one of the IC terminals protrudes and becomes high. Even when a defective IC is included, it is possible to prevent the probe terminal from being strongly pressed against the semiconductor device and being damaged.
[0097]
  Of the present inventionProbing devicesoA probe terminal position measuring means for measuring the height position of the probe terminal before the start of inspection, and an IC terminal position measuring means for sampling and measuring the height position of the IC terminal before the start of the inspection. When the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other by driving the drive mechanism, at least the height position closest to the height position of the probe terminal is based on the measurement results of the probe terminal position measuring means and the IC terminal position measuring means. The drive mechanism is controlled so that the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other at a low speed operation in a section where an IC terminal contacts the probe terminal, and the contact detection mechanism detects the contact between the probe terminal and the IC terminal when the drive mechanism starts a low speed operation. To start with
  Of the present inventionInspection method of semiconductor devicesoThe height position of the probe terminal before the start of inspection is measured, the height position of the IC terminal before the start of inspection is measured by sampling, and when the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other, Based on the height position of the IC terminal, the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other at a low speed operation in a section where the IC terminal at the height position closest to the height position of the probe terminal contacts the probe terminal, and the low speed operation is started. Occasionally contact detection between probe terminal and IC terminal is startedif,
  It is possible to accurately perform an operation of moving the probe terminal and the IC terminal toward each other by a predetermined amount set in advance from the time when the contact between the probe terminal and the IC terminal is detected. Furthermore, the inspection time can be shortened as compared with the case where the entire section of the operation for bringing the probe terminal and the IC terminal closer is performed at a low speed.
[0098]
  Of the present inventionProbing devicesoThe control unit stops the approach between the probe terminal and the IC terminal when the contact detection mechanism does not detect the contact between the probe terminal and the IC terminal even if the probe terminal and the IC terminal are brought close to a preset limit amount. ,
  Of the present inventionInspection method of semiconductor devicesoWhen the contact between the probe terminal and the IC terminal is not detected even if the probe terminal and the IC terminal are brought close to a preset limit amount, the approach between the probe terminal and the IC terminal is stopped.if,
  The probe terminals can be prevented from being strongly pressed against the semiconductor device and being damaged.
[0099]
  Of the present inventionProbing devicesoAs a first aspect of the contact detection mechanism, a wiring part for setting the semiconductor device at a constant potential, a power supply part for supplying a current or voltage to the probe terminal, and an electricity for measuring the voltage or current at the probe terminal And a contact determination unit that detects contact between the probe terminal and the IC terminal based on the output signal of the electrical measurement unit,
  Of the present inventionInspection method of semiconductor devicesoAs a first aspect, the semiconductor device is set to a constant potential, a current or voltage is supplied to the probe terminal, and a contact between the probe terminal and the IC terminal is detected by monitoring a voltage change or a current change at the probe terminal.if,
  When the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other in order to bring the probe terminal into contact with the IC terminal, the contact between any of the probe terminals and the IC terminal can be detected.
[0100]
  Of the present inventionProbing devicesoIn the first aspect of the contact detection mechanism, the wiring portion includes a stage on which the semiconductor device is disposed,
  Of the present inventionInspection method of semiconductor devicesoIn the first aspect, the semiconductor device is set to a constant potential by setting the stage on which the semiconductor device is disposed to a constant potential.if,
  The semiconductor device can be easily set to a constant potential.
[0101]
  Of the present inventionIn the probing device, in the first aspect of the contact detection mechanism, an electrical detection unit is provided for each probe terminal,
  Of the present inventionIn the semiconductor device inspection method, in the first aspect, since the voltage change or current change in the probe terminal is monitored for each probe terminal,
  Even when a defective IC is included in which any IC terminal height is protruding and high, the probe terminal can be prevented from being strongly pressed against the semiconductor device and damaged.
[0102]
  Of the present inventionProbing devicesoThe second aspect of the contact detection mechanism includes a sensor terminal disposed in the vicinity of the probe terminal, and a short detection unit for detecting electrical connection between the probe terminal and the sensor terminal. The sensor terminal is an IC terminal. In a state where the probe terminal is not in contact with the probe terminal, the probe terminal is spaced from the probe terminal, and the detection terminal and the IC terminal are brought into contact with the detection terminal due to the contact,
  Of the present inventionInspection method of semiconductor devicesoAs a second aspect, when the probe terminal is not in contact with the IC terminal, the sensor terminal is disposed at a position that is spaced from the probe terminal and is in contact with the detection terminal due to the contact between the detection terminal and the IC terminal. Detecting contact between probe terminal and IC terminal by detecting electrical connection between probe terminal and sensor terminalif,
  When the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other in order to bring the probe terminal into contact with the IC terminal, the contact between any of the probe terminals and the IC terminal can be detected. Furthermore, contact between the probe terminal and the IC terminal can be detected even when the potentials of the semiconductor device and / or the IC terminal are indefinite.
[0103]
  Of the present inventionIn the probing device, the first contact detection mechanism2In an aspect, a sensor terminal is provided for each probe terminal,
  Of the present inventionIn the semiconductor device inspection method,2In the aspect, the sensor terminal is arranged for each probe terminal, and the electrical connection between the probe terminal and the sensor terminal is detected for each probe terminal.
  Even when a defective IC is included in which any IC terminal height is protruding and high, the probe terminal can be prevented from being strongly pressed against the semiconductor device and damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an inspection apparatus for a semiconductor device.
FIG. 2 is a block diagram showing the embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a wafer, a probe terminal, and a current application voltage measurement unit in the same embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation at the time of an electrical inspection according to the embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of a semiconductor device inspection apparatus;
FIG. 6 is a block diagram showing the same embodiment;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a wafer, a probe terminal, and a voltage application current measurement unit in the same example.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation at the time of an electrical inspection in the embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of a semiconductor device inspection apparatus;
FIG. 10 is a block diagram showing the same embodiment.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a probe terminal, a sensor terminal, and a short detection unit in the same embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing an operation at the time of an electrical inspection in the embodiment.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a wafer level CSP.
FIG. 14 is a sectional view showing a wafer level CSP having variations in IC terminal height.
FIG. 15 is a side view showing the wafer before it is cut into IC pieces.
[Explanation of symbols]
1 Inspection device
3 Probing equipment
5 Tester
7 Wafer
9 stages
11 Ground wiring
13 Chip area
15 IC terminal
17 Stage height drive unit
19 Drive mechanism
21 Control unit
23 Probe card
25 Probe terminal
27 Pressure sensor
29 CCD sensor
31 Current applied voltage measurement unit
33 switch
35 Constant current source
37 Voltmeter
39 Contact judgment part

Claims (13)

制御部の制御により駆動機構を駆動させて複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置において、
前記ＩＣ端子は半田ボールからなり、
前記プローブ端子を前記ＩＣ端子に接触させるべく前記駆動機構の駆動により前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出するための接触検出機構を前記ＩＣ端子に接触されるすべての前記プローブ端子に備え、
前記制御部は、前記駆動機構の駆動を制御して、前記接触検出機構による前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の前記チップ領域ごとの接触検出時点から予め設定された所定量だけ前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させることを特徴とするプロービング装置。In a probing apparatus having a function of driving a drive mechanism under the control of a control unit to bring a plurality of probe terminals into contact with IC terminals in a chip area formed on a wafer,
The IC terminal is composed of a solder ball,
A contact detection mechanism for detecting contact between any one of the probe terminals and the IC terminals when the probe terminals and the IC terminals are brought close to each other by driving the drive mechanism to bring the probe terminals into contact with the IC terminals; For all the probe terminals that are in contact with the IC terminals,
The control unit controls driving of the drive mechanism, and the probe terminal and the IC are set by a predetermined amount from a contact detection time point of the probe terminal and the IC terminal for each of the chip regions by the contact detection mechanism. A probing device characterized in that a terminal is brought closer. 検査開始前の前記プローブ端子の高さ位置を測定するためのプローブ端子位置測定手段と、検査開始前の前記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定するためのＩＣ端子位置測定手段とを備え、
前記制御部は、前記駆動機構の駆動により前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際に、前記プローブ端子位置測定手段及び前記ＩＣ端子位置測定手段の測定結果に基づいて、少なくとも前記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある前記ＩＣ端子が前記プローブ端子に接触する区間において低速動作で前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させるように前記駆動機構を制御し、
前記接触検出機構は、前記駆動機構の低速動作開始時に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触検出を開始する請求項１に記載のプロービング装置。Probe terminal position measuring means for measuring the height position of the probe terminal before the start of inspection, and IC terminal position measuring means for measuring the height position of the IC terminal before the start of inspection,
The controller, when driving the drive mechanism to bring the probe terminal and the IC terminal closer, based on the measurement results of the probe terminal position measuring means and the IC terminal position measuring means, at least the height of the probe terminal. Controlling the drive mechanism so that the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other at a low speed in a section where the IC terminal at the height position closest to the vertical position contacts the probe terminal;
The probing device according to claim 1, wherein the contact detection mechanism starts contact detection between the probe terminal and the IC terminal when the drive mechanism starts a low-speed operation. 前記制御部は、予め設定された制限量まで前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させても前記接触検出機構により前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接近を停止させる請求項１又は２に記載のプロービング装置。  When the contact detection mechanism does not detect contact between the probe terminal and the IC terminal even when the probe terminal and the IC terminal are brought close to a preset limit amount, the control unit detects the probe terminal and the IC terminal. The probing device according to claim 1, which stops the approach of. 前記接触検出機構は、半導体装置を一定電位にするための配線部と、前記プローブ端子に電流又は電圧を供給するための電源部と、前記プローブ端子の電圧又は電流を測定するための電気的測定部と、前記電気的測定部の出力信号に基づいて前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出する接触判断部とを備えている請求項１から３のいずれか一項に記載のプロービング装置。The contact detection mechanism includes a wiring unit for setting the semiconductor device at a constant potential, a power source unit for supplying current or voltage to the probe terminal, and electrical measurement for measuring the voltage or current of the probe terminal. parts and probing device according to any one of claims 1-3 which comprises a contact determination unit for detecting a contact of the probe terminals based on an output signal of said electrical measurement unit and the IC terminal. 前記配線部は前記半導体装置が配置されるステージを含む請求項４に記載のプロービング装置。  The probing apparatus according to claim 4, wherein the wiring unit includes a stage on which the semiconductor device is disposed. 前記接触検出機構は、前記プローブ端子付近に配置されたセンサー端子と、前記プローブ端子と前記センサー端子の電気的接続を検出するためのショート検出部とを備え、前記センサー端子は前記プローブ端子が前記ＩＣ端子に接触していない状態では前記プローブ端子とは間隔をもち、かつ前記検出端子と前記ＩＣ端子の接触に起因して前記検出端子と接触する位置に配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載のプロービング装置。The contact detection mechanism includes a sensor terminal disposed in the vicinity of the probe terminal, and a short detection unit for detecting electrical connection between the probe terminal and the sensor terminal. 4. The device according to claim 1, wherein the probe terminal is spaced from the IC terminal when not in contact with the IC terminal, and is disposed at a position in contact with the detection terminal due to contact between the detection terminal and the IC terminal. The probing device according to any one of the above. 複数のプローブ端子を半導体装置のＩＣ端子に接触させる機能を備えたプロービング装置と、前記プローブ端子及び前記ＩＣ端子を介して半導体装置の電気的検査を行なうための検査部を備えた半導体装置の検査装置において、
前記プロービング装置として請求項１から６のいずれか一項に記載のプロービング装置を備えていることを特徴とする半導体装置の検査装置。Inspection of a semiconductor device including a probing device having a function of bringing a plurality of probe terminals into contact with IC terminals of the semiconductor device, and an inspection unit for performing an electrical inspection of the semiconductor device via the probe terminals and the IC terminals In the device
Inspection apparatus for a semiconductor device which is characterized in that it comprises a probing apparatus according to any one of claims 1 to 6 as the probing device. 複数のプローブ端子をウエハに形成されたチップ領域のＩＣ端子に接触させて実施する半導体装置の検査方法において、
前記ＩＣ端子は半田ボールからなり、
前記ＩＣ端子に接触されるすべての前記プローブ端子を用いて、前記プローブ端子を前記ＩＣ端子に接触させるべく前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際にいずれかの前記プローブ端子と前記ＩＣ端子が接触されたかどうかの接触検出を前記チップ領域ごとに行ない、
その接触検出時点から予め設定された所定量だけ前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を互いに接近する方向へ移動させて前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接触させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の検査方法。In an inspection method for a semiconductor device, in which a plurality of probe terminals are brought into contact with an IC terminal in a chip area formed on a wafer,
The IC terminal is composed of a solder ball,
When all of the probe terminals that are in contact with the IC terminal are used and the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other to bring the probe terminal into contact with the IC terminal, Perform contact detection for each chip area to determine whether or not it has been touched,
Inspecting a semiconductor device comprising a step of bringing the probe terminal and the IC terminal into contact with each other by moving the probe terminal and the IC terminal toward each other by a predetermined amount set in advance from the contact detection time point Method. 検査開始前の前記プローブ端子の高さ位置を測定し、検査開始前の前記ＩＣ端子の高さ位置をサンプリング測定し、前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させる際に、測定した前記プローブ端子の高さ位置及び前記前記ＩＣ端子の高さ位置に基づいて、少なくとも前記プローブ端子の高さ位置に最も近い高さ位置にある前記ＩＣ端子が前記プローブ端子に接触する区間において低速動作で前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させ、前記低速動作開始時に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触検出を開始する請求項８に記載の半導体装置の検査方法。  The height position of the probe terminal before the start of inspection is measured, the height position of the IC terminal before the start of inspection is measured by sampling, and the probe terminal is measured when the probe terminal and the IC terminal are brought close to each other. Based on the height position and the height position of the IC terminal, the probe terminal is operated at a low speed in a section where the IC terminal at least at the height position closest to the height position of the probe terminal contacts the probe terminal. The method for inspecting a semiconductor device according to claim 8, wherein the IC terminal is brought close to each other and contact detection between the probe terminal and the IC terminal is started when the low-speed operation is started. 予め設定された制限量まで前記プローブ端子と前記ＩＣ端子を接近させても前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触が検出されない場合に前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接近を停止させる請求項８又は９に記載の半導体装置の検査方法。  The approach of the probe terminal and the IC terminal is stopped when contact between the probe terminal and the IC terminal is not detected even if the probe terminal and the IC terminal are brought close to a preset limit amount. 2. A method for inspecting a semiconductor device according to 1. 半導体装置を一定電位にし、前記プローブ端子に電流又は電圧を供給し、前記プローブ端子における電圧変化又は電流変化を監視することにより前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出する請求項８から１０のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法。11. The contact between the probe terminal and the IC terminal is detected by setting a semiconductor device at a constant potential, supplying a current or voltage to the probe terminal, and monitoring a voltage change or a current change at the probe terminal. The inspection method of the semiconductor device as described in any one . 半導体装置が配置されるステージを一定電位にすることにより半導体装置を一定電位にする請求項１１に記載の半導体装置の検査方法。  12. The method for inspecting a semiconductor device according to claim 11, wherein the semiconductor device is set to a constant potential by setting the stage on which the semiconductor device is disposed to a constant potential. 前記プローブ端子が前記ＩＣ端子に接触していない状態では前記プローブ端子とは間隔をもち、かつ前記検出端子と前記ＩＣ端子の接触に起因して前記検出端子と接触する位置にセンサー端子を配置し、前記プローブ端子と前記センサー端子の電気的接続を検出することにより前記プローブ端子と前記ＩＣ端子の接触を検出する請求項８から１０のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法。When the probe terminal is not in contact with the IC terminal, a sensor terminal is disposed at a position that is spaced from the probe terminal and that contacts the detection terminal due to contact between the detection terminal and the IC terminal. , a method of inspecting a semiconductor device according to claim 8 in any one of 10 to detect the contact of the IC terminal and the probe terminal by detecting the electrical connection of the probe terminals and the sensor terminal.
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