JP4124775B2

JP4124775B2 - 半導体集積回路の検査装置及びその検査方法

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Publication number: JP4124775B2
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Inventors: 敬一藤本
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Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気特性を、ウエハレベルで一括に検査する半導体集積回路の検査装置及び半導体集積回路の検査方法に関する。

従来、半導体装置は、半導体チップ（半導体集積回路素子）とリードフレームとがボンディングワイヤによって電気的に接続された後、半導体チップ及びリードフレームのインナーリードが樹脂又はセラミクスにより封止された状態で供給されて、プリント基板に実装される。

ところが、電子機器の小型化及び低価格化の要求から、半導体チップを半導体ウエハから切り出したままの状態（ベアチップ）で回路基板上に実装する方法が開発されており、品質が保証されたベアチップを低価格で供給することが望まれている。ベアチップに対して所定の品質を保証するには、半導体ウエハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子に対して一括にバーンイン検査を行なうことが低コスト化の点で好ましい。このため、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の各外部電極（パッド）と対向する位置にプローブ端子を有する検査用基板を用いて、半導体ウエハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気特性をウエハレベルで一括に検査する半導体集積回路の検査装置が提案されている。

図７は従来の半導体集積回路の検査装置の断面構造を示しており、半導体ウエハ１０１の上に形成された複数の半導体集積回路素子の表面には多数の外部パッド１０２が設けられている（例えば、特許文献１を参照。）。

半導体ウエハ１０１の表面と対向するように検査用基板１０４が設けられている。検査用基板１０４は、配線層１０５ａを有する配線基板１０５と、周縁部が剛性リングによって配線基板１０５に固持された例えばポリイミド樹脂からなる弾性シート１０７と、該弾性シート１０７における半導体ウエハ１０１の外部パッド１０２と対応する部位に設けられた半球状のバンプ１０８と、弾性シート１０７におけるバンプ１０８の反対側に、該バンプ１０８と一体に設けられた例えば銅からなる孤立パターン１０９と、配線基板１０５と弾性シート１０７との間に設けられ、配線基板１０５の配線層１０５ａの一端部と孤立パターン１０９とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート１１０とを備えている。なお、異方導電性ゴムシート１１０の内部には直鎖状に配列された導電性粒子１１０ａが設けられており、配線層１０５ａの一端部と孤立パターン１０９とは導電性粒子１１０ａにより電気的に導通される。

また、配線基板１０５における配線層１０５ａの他端部は、電源電圧、接地電圧又は信号電圧等の検査用電圧を供給するバーンイン検査装置（図示せず）と接続される。

さらに、ウエハトレイ１１１における半導体ウエハ１０１を保持するウエハ保持部１１１ａの周囲には、断面リップ状の弾性体からなる環状のシール部材１１２が設けられている。

以下、前記のように構成された従来の半導体集積回路の検査装置を用いて、半導体ウエハ１０１の上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する方法について説明する。

まず、半導体ウエハ１０１上に形成された各外部パッド１０２と、検査用基板１０４の各バンプ１０８とを対向させた状態で、ウエハトレイ１１１と検査用基板１０４とを接近させてウエハトレイ１１１、環状のシール部材１１２及び検査用基板１０４によって密封空間１１３を形成する。

次に、密封空間１１３を減圧すると、環状のシール部材１１２の断面形状が弓状に弾性変形するため、検査用基板１０４とウエハトレイ１１１とがさらに接近してバンプ１０８と検査用の外部パッド１０２とが互いに接触する。

この状態で、テスタ本体（図示せず）から、配線基板１０５の配線層１０５ａ、異方導電性ゴムシート１１０の導電性粒子１１０ａ、孤立パターン１０９及びバンプ１０８を介して検査用電圧を複数の外部パッド１０２の一部に印加すると共に、他の外部パッド１０２から出力される出力信号をテスタに入力して、各半導体集積回路素子の電気特性を評価する。
特開２００４−９３４５１号公報

前記従来の半導体集積回路の検査装置においては、密封空間１１３を減圧すると、検査用基板１０４とウエハトレイ１１１とが接近して半球状のバンプ１０８と外部パッド１０２とがそれぞれ数平方ミクロンの面積で接触する。

しかしながら、従来の接触面積及び減圧力による接触荷重のみでは、外部パッド１０２が例えばアルミニウムからなり、その表面に表面酸化膜が極めて厚く形成されているような場合、又は半導体ウエハ１０１上に極めて多数の外部パッド１０２が設けられ、それと対応して極めて多数のバンプ１０８が設けられているような場合には、外部パッド１０２の１個当たりの荷重値が小さくなってしまう。その結果、バンプ１０８と外部パッド１０２との間が十分に電気的に導通しないことがしばしば発生するという問題がある。

本発明は、前記従来の問題に鑑み、検査用基板に設けられるプローブ端子（バンプ）と半導体ウエハに設けられるパッド電極との間の接触抵抗を十分に小さくできるようにすることを目的とする。

前記の目的達成するため、本発明は、半導体集積回路をウエハレベルで一括に検査する半導体集積回路の検査装置において、該検査装置のプローブ端子の先端面を平滑化し、且つ先端面（接触面）が平滑化されたプローブ端子とウエハに形成されたパッド電極との間に検査を行なう前に、あらかじめ外部から電圧を印加することにより、パッド電極の表面に形成される表面酸化膜を破壊する構成とする。

具体的に、本発明に係る第１の半導体集積回路の検査装置は、複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、ウエハトレイに保持された半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、ウエハトレイと配線基板との間に設けられ、ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、周縁部が配線基板の周縁部に保持された弾性シートと、弾性シートにおける各外部パッドと対応する部位に設けられ、配線層と電気的に接続された複数のプローブ端子と、弾性シートにおける各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、各プローブ端子とそれぞれ対をなすように配置された複数のダミープローブ端子とを備え、プローブ端子及びダミープローブ端子との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、複数のプローブ端子及び複数のダミープローブ端子の各先端部は、平滑な形状を有していることを特徴とする。

第１の半導体集積回路の検査装置によると、配線基板の弾性シートに設けられたプローブ端子とダミープローブ端子との間には、該端子の一対ごとに電圧印加手段が接続されており、且つ、複数のプローブ端子及びダミープローブ端子の各先端部は平滑な形状を有しているため、検査を実行する前にプローブ端子及びダミープローブ端子からなる端子対に電圧印加手段により検査電圧よりも高い電圧を印加すると、先端部が平滑化されたプローブ端子と接触する外部パッドの表面に形成される表面酸化膜を容易に破壊をすることができる。これにより、検査用基板に設けられるプローブ端子と半導体ウエハに設けられる外部パッドとの間の接触抵抗を十分に小さくできるので、ウエハレベルでの複数の半導体集積回路を構成する半導体素子に対して漏れのない検査を実現できる。

第１の半導体集積回路の検査装置において、プローブ端子及びダミープローブ端子の形状は円柱状であることが好ましい。

本発明に係る第２の半導体集積回路の検査装置は、複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、ウエハトレイに保持された半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、ウエハトレイと配線基板との間に設けられ、ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、配線基板に保持され且つ各外部パッドと対応する部位に設けられ、配線層と電気的に接続された複数の異方性導電性ゴムからなる電極部と、配線基板に保持され且つ各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、複数の電極部とそれぞれ対をなすように配置された異方性導電性ゴムからなる複数のダミー電極部とを備え、電極部及びダミー電極部との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、複数の電極部及び複数のダミー電極部の各先端部は、押圧により各外部パッド及び各ダミーパッドに平滑な形状で接触することを特徴とする。

第２の半導体集積回路の検査装置によると、配線基板に設けられたプローブ端子となる電極部とダミー電極部との間には、該電極部の一対ごとに電圧印加手段が接続されており、且つ、複数の電極部及びダミー電極部の各先端部は押圧により各外部パッドに平滑な形状で接触するため、検査の実行前に電極部及びダミー電極部からなる電極対に電圧印加手段により検査電圧よりも高い電圧を印加すると、電極部はその先端部が平滑な形状で接触することから、外部パッドの表面に形成される表面酸化膜を容易に破壊をすることができる。これにより、検査用基板に設けられる電極部と半導体ウエハに設けられる外部パッドとの間の接触抵抗を十分に小さくできるので、ウエハレベルでの複数の半導体集積回路を構成する半導体素子に対して漏れのない検査を実現できる。

第２の半導体集積回路の検査装置において、複数の電極部及び複数のダミー電極部の先端部は、押圧により各外部パッドの表面の全体と接触することが好ましい。

本発明に係る第１の半導体集積回路の検査方法は、複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び配線と該配線によって各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、ウエハトレイに保持された半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、ウエハトレイと配線基板との間に設けられ、ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、周縁部が配線基板の周縁部に保持された弾性シートと、弾性シートにおける各外部パッドと対応する部位に設けられ、配線層と電気的に接続された複数のプローブ端子と、弾性シートにおける各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、各プローブ端子とそれぞれ対をなすように配置された複数のダミープローブ端子とを有し、プローブ端子及びダミープローブ端子との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、複数のプローブ端子及び複数のダミープローブ端子の各先端部が平滑な形状である半導体集積回路の検査装置を用いて、複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する半導体集積回路の検査方法を対象とし、ウエハトレイ、シール部材及び検査用基板によってウエハトレイ、シール部材及び検査用基板の内側に密封空間を形成する工程（ａ）と、密封空間を減圧して、それぞれが互いに対向する、複数のプローブ端子と外部パッド及び複数のダミープローブ端子とダミーパッドとを接触させる工程（ｂ）と、電圧印加手段により、それぞれが対をなすプローブ端子及びダミープローブ端子との間に検査用電圧よりも高い電圧を印加することにより、互いに対向して接するプローブ端子と外部パッドとの間を電気的に導通させる工程（ｃ）と、工程（ｃ）よりも後に、それぞれが互いに対向する各プローブ端子と各外部パッドとを介して、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る第２の半導体集積回路の検査方法は、複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び配線と該配線によって各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、ウエハトレイに保持された半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、ウエハトレイと配線基板との間に設けられ、ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、配線基板に保持され且つ各外部パッドと対応する部位に設けられ、配線層と電気的に接続された複数の異方性導電性ゴムからなる電極部と、配線基板に保持され且つ各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、複数の電極部とそれぞれ対をなすように配置された異方性導電性ゴムからなる複数のダミー電極部とを有し、電極部及びダミー電極部との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、複数の電極部及び複数のダミー電極部の各先端部が押圧により各外部パッド及び各ダミーパッドに平滑な形状で接触する半導体集積回路の検査装置を用いて、複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する半導体集積回路の検査方法を対象とし、ウエハトレイ、シール部材及び検査用基板によってウエハトレイ、シール部材及び検査用基板の内側に密封空間を形成する工程（ａ）と、密封空間を減圧して、それぞれが互いに対向する、複数の電極部と外部パッド及び複数のダミー電極部とダミーパッドとを接触させる工程（ｂ）と、電圧印加手段により、それぞれが対をなす電極部及びダミー電極部との間に検査用電圧よりも高い電圧を印加することにより、互いに対向して接する電極部と外部パッドとの間を電気的に導通させる工程（ｃ）と、工程（ｃ）よりも後に、それぞれが互いに対向する各電極部と各外部パッドとを介して、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る半導体集積回路の検査装置及び半導体集積回路の検査方法によると、検査用のプローブ端子又は電極が、半導体ウエハ上に形成され半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッドとの間の接触抵抗を低減できるため、検査用基板と外部パッドとの間が確実に導通するようになるので、複数の半導体集積回路をウエハレベルで漏れのない検査を実現することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路素子の検査装置について図１〜図３を参照しながら説明する。

図１は第１の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置の断面構造を示している。

図１に示すように、検査対象である半導体ウエハ１には、複数の半導体集積回路素子（図示せず）が形成されており、半導体ウエハ１の表面には複数の外部パッド２Ａ及び複数のダミーパッド２Ｂが設けられている。ここで、１対の外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂは、半導体ウエハ１に形成された配線３を通じて電気的に接続されている。

半導体ウエハ１はウエハトレイ１１の上面に載置されており、半導体ウエハ１の表面と対向するように検査用基板４が配される。

検査用基板４は、配線層５ａを有する配線基板５と、該配線基板５の周縁部と剛性リング（図示せず）によって固持された例えばポリイミド樹脂からなる弾性シート６と、該弾性シート６における半導体ウエハ１の各外部パッド２Ａ及び各ダミーパッド２Ｂとそれぞれ対応する部位に設けられ、先端部が平滑である円柱状のバンプ７及びダミーバンプ８と、弾性シート６におけるバンプ７及びダミーバンプ８の反対側に、該バンプ７及びダミーバンプ８と一体に設けられた例えば銅からなる孤立パターン９と、配線基板５と弾性シート６との間に設けられ、配線基板５の配線層５ａの一端部と孤立パターン９とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート１０とから構成されている。ここで、異方導電性ゴムシート１０の内部には直鎖状に配列された導電性粒子１０ａが封止されており、封止された導電性粒子１０ａが直鎖方向に圧縮されることにより、配線層５ａの一端部と孤立パターン９とが電気的に導通される。

配線基板５の配線層５ａの他端部は、電源電圧、接地電圧又は信号電圧等の検査用電圧を供給するバーンイン検査装置（図示せず）と接続される。

ウエハトレイ１１における半導体ウエハ１を保持するウエハ保持部１１ａの周囲には、断面リップ状の弾性体からなる環状のシール部材１２が設けられている。

以下、前記のように構成された半導体集積回路の検査装置を用いて、半導体ウエハ１に形成された複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する方法について説明する。

まず、半導体ウエハ１上の各外部パッド２Ａ及び各ダミーパッド２Ｂと、検査用基板４の各バンプ７及び各ダミーバンプ８とをそれぞれ対向させた状態で、ウエハトレイ１１と検査用基板４とを接近させてウエハトレイ１１、環状のシール部材１２及び検査用基板４によって密封空間１３を形成する。

次に、真空ポンプ等により、密封空間１３を減圧すると、環状のシール部材１２の断面形状が弓状に弾性変形するため、検査用基板４とウエハトレイ１１とがさらに接近して、バンプ７と検査用の外部パッド２Ａ、及びダミーバンプ８とダミーパッド２Ｂとがそれぞれ圧着されて接触する。

図２は図１に示す検査用基板４と半導体ウエハ１とを用いた検査時の回路構成の概略をを示している。図２に示すように、配線基板５に設けられたバンプ７及びダミーバンプ８は、接続切り替え部１８を介して外部電源１４及びテスタ（検査装置）１５と接続されている。また、ダミーバンプ８は抵抗器を介して接地されている。

ところで、各外部パッド２Ａの表面にそれぞれ表面酸化膜が厚く形成されていると、各外部パッド２Ａはバンプ７と接触しただけでは導通しない。そこで、バンプ７及びダミーバンプ８が、外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂとそれぞれ接触した状態で、まず、外部電源１４から外部パッド２Ａを介してバンプ７とダミーバンプ８との間に検査電圧よりも高い電圧、具体的には通常の検査電圧の２倍程度の電圧（例えば７Ｖ）を印加する。ここで、図３に示すように、バンプ７は円柱状で且つ先端面が平滑であるため、外部パッド２Ａとの接触面積が数千平方ミクロンと大きい。従って、外部電源１４から印加される電圧によって、外部パッド２Ａの表面に形成されていた表面酸化膜に容易に絶縁破壊が起こる。また、ダミーバンプ８もバンプ７と同様の形状を有しているため、ダミーバンプ８が接触するダミーパッド２Ｂにおいても同様に、外部電源１４からの電圧によって容易に絶縁破壊が起こる。その結果、バンプ７及びダミーバンプ８には、それぞれ接触する外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂと電気的に十分な導通状態を得ることができる。

次に、配線切り替え部１８により、外部電源１４からテスタ１５に接続を切り替える。これと同時に、ダミーバンプ８と外部配線１６とを電気的に切り離す。この状態でテスタ１５から、半導体ウエハ１の各素子に対して検査電圧を印加して所定の検査を行なう。

この構成により、プローブ端子（バンプ７）とダミープローブ端子（ダミーバンプ８）との間にそれぞれ外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂを介して電圧を印加できるため、外部パッド２Ａの表面酸化膜を破り易くし、また、プローブ端子であるバンプ７の先端面が平滑であることから、バンプ７と外部パッド２Ａとの接触面積を大きくすることができる。このため、比較的に低い電圧（例えば５Ｖ程度）でも外部パッド２Ａの表面酸化膜を確実に破ることができる。その結果、プローブ端子であるバンプ７と外部パッド２Ａとの良好な導通性を得ることができる。

すなわち、第１の実施形態においては、外部電源１４により、あらかじめバンプ７と外部パッド２Ａとの間の導通性を確保するため、ウエハレベルで半導体ウエハ１の全面の半導体素子に対して漏れのない検査を実行することができる。

なお、ここでは、バンプ７とダミーバンプ８とが外部パッド２Ａとダミーパッド２Ｂとそれぞれ接触し、且つ半導体ウエハ１に形成された配線３を介して電気的に接続する場合について説明したが、これに限られない。例えば、１つの外部パッド２Ａに対して、バンプ７とダミーバンプ８とが共に接続するように構成されていても構わない。このようにすると、検査対象である半導体ウエハ１には、通常の外部パッド２Ａ以外に、検査用のダミーパッド２Ｂと、該ダミーパッド２Ｂと外部パッド２Ａとを電気的に接続する配線３とを設ける必要がなくなる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路素子の検査装置について図４〜図５を参照しながら説明する。

図４は第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置の断面構造を示している。

図４に示すように、検査対象である半導体ウエハ１には、複数の半導体集積回路素子（図示せず）が形成されており、半導体ウエハ１の表面には複数の外部パッド２Ａ及び複数のダミーパッド２Ｂが設けられている。ここで、１対の外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂは、半導体ウエハ１に形成された配線３を通じて電気的に接続されている。

検査用基板４は、配線層５ａを有する配線基板５と、該配線基板５に固着された異方導電性ゴムシート１０とから構成されている。ここで、異方導電性ゴムシート１０における半導体ウエハ１の外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂとそれぞれ対応する部位からなる電極部１９及びダミー電極部２０には、直鎖状に配列された導電性粒子１０ａが設けられている。

ウエハトレイ１１におけるウエハ保持部１１ａの周囲には、断面リップ状の弾性体からなる環状のシール部材１２が設けられている。

まず、半導体ウエハ１上の各外部パッド２Ａ及び各ダミーパッド２Ｂと、検査用基板４の異方導電性ゴムシート１０における各電極部１９及び各ダミー電極部２０をそれぞれ対向させた状態で、ウエハトレイ１１と検査用基板４とを接近させてウエハトレイ１１、環状のシール部材１２及び検査用基板４によって密封空間１３を形成する。

次に、密封空間１３を減圧すると、環状のシール部材１２の断面形状が弓状に弾性変形するため、検査用基板４とウエハトレイ１１とがさらに接近して、異方導電性ゴムシート１０における電極部１９と検査用の外部パッド２、及びダミー電極部２０とダミーパッド２Ｂとがそれぞれ接触する。

図５は図４に示す検査用基板４と半導体ウエハ１とを用いた検査時の回路構成の概略を示している。図５に示すように、配線基板５に設けられた電極部１９及びダミー電極部２０は、接続切り替え部１８を介して外部電源１４及びテスタ１５と接続されている。また、ダミー電極部２０は抵抗器を介して接地されている。

ところで、各外部パッド２Ａの表面にそれぞれ表面酸化膜が厚く形成されていると、各外部パッド２Ａは異方導電性ゴムシート１０の電極部１９と接触しただけでは導通しない。そこで、電極部１９とダミー電極部２０とが外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂとそれぞれ接触した状態で、まず、外部電源１４により外部パッド２Ａを介して電極部１９とダミー電極部２０の間に検査電圧よりも高い電圧、例えば通常の検査電圧の２倍程度の電圧を印加する。ここで、図６に示すように、電極部１９は外部パッド２Ａよりも幅寸法が大きく、荷重によって外部パッド２Ａの露出面の全面に接触するため、外部電源１４から印加される電圧によって、外部パッド２Ａの表面に形成されていた表面酸化膜に容易に絶縁破壊が起こる。また、ダミー電極部２０も電極部１９と同様の形状及び寸法を有しているため、ダミー電極部２０が接触するダミーパッド２Ｂにおいても同様に、外部電源１４からの電圧によって容易に絶縁破壊が起こる。その結果、電極部１９及びダミー電極部２０には、それぞれ接触する外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂとの間で電気的に十分な導通状態を得ることができる。また、電極部１９は外部パッド２Ａよりも幅寸法が大きいため、プローブ端子である電極１９及びダミー電極２０がそれぞれ外部パッド２Ａ及びダミーパッド２Ｂに対してアライメントが多少ずれたとしても、その接触面積は変わらない。

次に、接続切り替え部１８により、外部電源１４からテスタ１５に接続を切り替える。これと同時に、ダミー電極部２０と外部配線１６とを電気的に切り離す。この状態でテスタ１５から、半導体ウエハ１の各素子に対して検査電圧を印加して所定の検査を行なう。

この構成により、プローブ端子（電極１９）とダミープローブ端子（ダミー電極２０）との間に外部パッド２Ａを介して電圧を印加できるため、外部パッド２Ａの表面酸化膜を破り易くし、また、プローブ端子である電極１９が異方導電性ゴムシート１０の一部からなるため、電極１９と外部パッド２Ａとの接触面積をより大きくすることができる。このため、比較的に低い電圧でも、より確実に外部パッド２Ａの表面酸化膜を破ることができる。また、金属バンプを用いないことから、コスト低減が可能となる。

このように、第２の実施形態においては、外部電源１４により、あらかじめ異方導電性ゴムシート１０に形成された電極部１９と外部パッド２Ａとの導通性を確保するため、ウエハレベルで半導体ウエハ１の全面の半導体素子に対して漏れのない検査を実現できる。

なお、ここでは、異方導電性ゴムシート１０に形成された電極部１９とダミー電極部２０とが外部パッド２Ａとダミーパッド２Ｂとそれぞれ接触し、且つ半導体ウエハ１に形成された配線３を介して電気的に接続する場合について説明したが、これに限られない。例えば、１つの外部パッド２Ａに対して、電極部１９とダミー電極部２０とが共に接続するように構成されていても構わない。このようにすると、検査対象である半導体ウエハ１には、通常の外部パッド２Ａ以外に、検査用のダミーパッド２Ｂと、該ダミーパッド２Ｂと外部パッド２Ａとを電気的に接続する配線３とを設ける必要がなくなる。

本発明に係る半導体集積回路の検査装置及び半導体集積回路の検査方法は、半導体ウエハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子に設けられた複数のパッドにおいて、検査用電極端子（プローブ端子）と確実に導通し、ウエハレベルで全面の半導体素子に対して漏れのない検査を実現でき、特に、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気特性を、ウエハレベルで一括に検査する半導体集積回路の検査装置及び半導体集積回路の検査方法等において有用である。

本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置を示す部分断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置を示す概略回路図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置に用いるプローブ端子を示す部分断面図である。本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置を示す部分断面図である。本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置を示す概略回路図である。本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の検査装置に用いるプローブ端子を示す部分断面図である。従来例に係る半導体集積回路の検査装置を示す部分断面図である。

符号の説明

１半導体ウエハ
２Ａ外部パッド
２Ｂダミーパッド
３配線
４検査基板
５配線基板
５ａ配線層
６弾性シート
７バンプ
８ダミーバンプ
９孤立パターン
１０異方導電性ゴムシート
１０ａ導電粒子
１１ウエハトレイ
１２シールリング
１３密閉空間
１４外部電源
１５テスタ
１８接続切り替え部
１９電極部
２０ダミー電極部

Claims

複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び前記各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、
前記ウエハトレイに保持された前記半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、
前記ウエハトレイと前記配線基板との間に設けられ、前記ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、
周縁部が前記配線基板の周縁部に保持された弾性シートと、
前記弾性シートにおける前記各外部パッドと対応する部位に設けられ、前記配線層と電気的に接続された複数のプローブ端子と、
前記弾性シートにおける前記各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、前記各プローブ端子とそれぞれ対をなすように配置された複数のダミープローブ端子とを備え、
前記プローブ端子及びダミープローブ端子との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、
前記複数のプローブ端子及び複数のダミープローブ端子の各先端部は、平滑な形状を有していることを特徴とする半導体集積回路の検査装置。
前記プローブ端子及びダミープローブ端子の形状は円柱状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路の検査装置。
複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び前記各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、
前記ウエハトレイに保持された前記半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、
前記ウエハトレイと前記配線基板との間に設けられ、前記ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、
前記配線基板に保持され且つ前記各外部パッドと対応する部位に設けられ、前記配線層と電気的に接続された複数の異方性導電性ゴムからなる電極部と、
前記配線基板に保持され且つ前記各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、前記複数の電極部とそれぞれ対をなすように配置された異方性導電性ゴムからなる複数のダミー電極部とを備え、
前記電極部及びダミー電極部との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、
前記複数の電極部及び複数のダミー電極部の各先端部は、押圧により前記各外部パッド及び前記各ダミーパッドに平滑な形状で接触することを特徴とする半導体集積回路の検査装置。
前記複数の電極部及び複数のダミー電極部の先端部は、押圧により前記各外部パッド及び前記各ダミーパッドの表面の全体と接触することを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路の検査装置。
複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び配線と該配線によって前記各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、前記ウエハトレイに保持された前記半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、前記ウエハトレイと前記配線基板との間に設けられ、前記ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、周縁部が前記配線基板の周縁部に保持された弾性シートと、前記弾性シートにおける前記各外部パッドと対応する部位に設けられ、前記配線層と電気的に接続された複数のプローブ端子と、前記弾性シートにおける前記各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、前記各プローブ端子とそれぞれ対をなすように配置された複数のダミープローブ端子とを有し、前記プローブ端子及びダミープローブ端子との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、前記複数のプローブ端子及び複数のダミープローブ端子の各先端部が平滑な形状である半導体集積回路の検査装置を用いて、前記複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する半導体集積回路の検査方法であって、
前記ウエハトレイ、シール部材及び検査用基板によって前記ウエハトレイ、シール部材及び検査用基板の内側に密封空間を形成する工程（ａ）と、
前記密封空間を減圧して、それぞれが互いに対向する、複数の前記プローブ端子と前記外部パッド及び複数の前記ダミープローブ端子と前記ダミーパッドとを接触させる工程（ｂ）と、
前記電圧印加手段により、それぞれが対をなす前記プローブ端子及びダミープローブ端子との間に前記検査用電圧よりも高い電圧を印加することにより、互いに対向して接する前記プローブ端子と前記外部パッドとの間を電気的に導通させる工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）よりも後に、それぞれが互いに対向する前記各プローブ端子と各外部パッドとを介して、前記半導体ウエハ上に形成された前記複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする半導体集積回路の検査方法。
複数の半導体集積回路素子、該複数の半導体集積回路素子と電気的に接続された複数の外部パッド及び配線と該配線によって前記各外部パッドとそれぞれ電気的に接続された複数のダミーパッドが形成された半導体ウエハを上面に保持するウエハトレイと、前記ウエハトレイに保持された前記半導体ウエハの主面と対向するように設けられ、外部から検査用電圧が入力される配線層を有する配線基板と、前記ウエハトレイと前記配線基板との間に設けられ、前記ウエハトレイ及び配線基板と共に密封空間を形成する環状のシール部材と、前記配線基板に保持され且つ前記各外部パッドと対応する部位に設けられ、前記配線層と電気的に接続された複数の異方性導電性ゴムからなる電極部と、前記配線基板に保持され且つ前記各ダミーパッドと対応する部位に設けられ、前記複数の電極部とそれぞれ対をなすように配置された異方性導電性ゴムからなる複数のダミー電極部とを有し、前記電極部及びダミー電極部との間には一対ごとに電圧印加手段が接続されており、前記複数の電極部及び複数のダミー電極部の各先端部が押圧により前記各外部パッド及び前記各ダミーパッドに平滑な形状で接触する半導体集積回路の検査装置を用いて、前記複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する半導体集積回路の検査方法であって、
前記ウエハトレイ、シール部材及び検査用基板によって前記ウエハトレイ、シール部材及び検査用基板の内側に密封空間を形成する工程（ａ）と、
前記密封空間を減圧して、それぞれが互いに対向する、複数の前記電極部と前記外部パッド及び複数の前記ダミー電極部と前記ダミーパッドとを接触させる工程（ｂ）と、
前記電圧印加手段により、それぞれが対をなす前記電極部及びダミー電極部との間に前記検査用電圧よりも高い電圧を印加することにより、互いに対向して接する前記電極部と前記外部パッドとの間を電気的に導通させる工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）よりも後に、それぞれが互いに対向する前記各電極部と各外部パッドとを介して、前記半導体ウエハ上に形成された前記複数の半導体集積回路素子の電気特性を一括に検査する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする半導体集積回路の検査方法。