JP5527794B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
(a)プローブ検査装置内において、加熱されたウエハステージ上に、被検査ウエハ以外の予備ウエハをロードする工程;
(b)前記工程(a)の後、前記予備ウエハを前記ウエハステージ上にロードした状態で、前記ウエハステージの上方のプローブカードの複数のプローブ針を、前記予備ウエハの上面に接触させ、この接触状態を保持したままで、前記プローブカードの予備加熱を実行する工程;
(c)前記工程(b)の後、前記予備ウエハの前記上面から前記プローブカードの前記複数のプローブ針を浮上させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記予備ウエハを前記ウエハステージからアンロードする工程;
(e)前記工程(d)の後、前記ウエハステージ上に、前記被検査ウエハをそのデバイス面を上に向けた状態でロードする工程;
(f)前記工程(e)の後、前記ウエハステージ上にロードされた前記被検査ウエハの前記デバイス面上の複数の電極パッドのそれぞれに、前記複数のプローブ針の内の対応するプローブ針をコンタクトさせた状態で、高温プローブ検査を実行する工程。
1.本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
図1は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法のウエハバーイン検査におけるウエハバーイン用プローブカードの単位コンタクト領域等をウエハ上に投影したものを説明するための被検査ウエハ上面図である。図2は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法のウエハバーイン検査に関連して、コンタクトプリヒートとセパレートプリヒートの温度上昇特性を比較した計測図である。図3は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法のウエハバーイン検査に関連して、ボンディングパッド上に引っかき傷が残るメカニズムを説明するための説明図である。これらに基づいて、本願発明者らが見出したウエハ・レベル・バーインテスト(より一般的には、ウエハレベルでのウエハプローブ検査)の問題点について説明する。
図4は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法のウエハバーイン検査におけるウエハバーイン検査に使用するウエハプローバ(ウエハバーイン検査装置)の上面模式図である。図5は図4のウエハバーイン検査装置にけるプローブカードと被検査ウエハの関係を説明するためのウエハプローバのプローブ部の模式断面図である。図6は図4のウエハバーイン検査装置にける制御系の構成の概要を示すブロック図である。図19は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法のウエハバーイン検査におけるウエハバーイン装置内における被検査ウエハの流れの概要を示すプロセスブロックフロー図である。図22は図19に対応するウエハバーイン装置の一部斜視図を含む模式正面図(ウエハ位置合わせ中)である。図23は図19に対応するウエハバーイン装置の一部斜視図を含む模式正面図(針位置合わせ中)である。図24は図19に対応するウエハバーイン装置の一部斜視図を含む模式正面図(被検査ウエハがプローブ部にあるとき)である。これらに基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハ・レベル・バーインテストに使用するウエハ・レベル・バーインテスト装置51(図4)の構造の概要およびその中でのウエハ(被検査ウエハまたは予備ウエハ)の動きを説明する。この目的に使用可能なプローバとして、たとえば、株式会社東京精密製のUF3000EX等を例示することができる。
このセクションでは、セクション2の図5、および図22から図24に説明したプローブカードを更に詳しく説明する。
このセクションでは、セクション1で説明した予備ウエハ15の構造及びバリエーションについて説明する。
このセクションでは、被検査ウエハ11に対するバーインテスト時のコンタクトの状況、検査対象チップ領域の関係するレイアウト、および、バーインテスト時のプローブ針とチップ内外のレイアウトの関係について説明する。
このセクションでは、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハ・レベル・バーインテストを含むウエハプローブ検査全体のプロセスの流れ、その中でのウエハ・レベル・バーインテストの位置、および、ウエハ・レベル・バーインテストの詳細プロセスを説明する。
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
1a チップの上面(またはデバイス面)
1x 隣接チップ領域
3 バーインテスト用ボンディングパッド
3x 隣接チップ領域のバーインテスト用ボンディングパッド
4 通常のボンディングパッド
5 パッド開口
6 プローブ領域
7 内部回路領域
8 ワイヤボンディング領域
9 プローブポイント
10 ワイヤボンディングポイント
11 被検査ウエハ
11a 被検査ウエハの上面(またはデバイス面)
11b 被検査ウエハの裏面
12 ボール(ボンディングワイヤのボール部)
14 クリーニングシート
15 予備ウエハ(クリーニングウエハなど)
15a 予備ウエハの上面(クリーニング面などの主表面)
15b 予備ウエハの裏面
16 サンドブラスト処理面
17 アルミニウム系メタルブランケット膜
18 PETシート
19 アクリルフォーム層
20a,20b アクリル系粘着剤層
21 針先研摩層
22 ウエハ上の有効領域
23 単位コンタクト領域(または、それをウエハ上に投影したもの)
24 要素領域(または、それをウエハ上に投影したもの)
29 上面カバー
36 スティフナ(補強構造体)
37 (セラミック製の)針ホルダ
40 インターポーザ
41 リング状金属枠体
42 XYテーブル
43 ポゴピン(またはコネクタ部)
44 カードホルダ
45 テストヘッド
47 プローブ針
47t プローブ針先端
48 針跡
48s 引っかき傷を伴う針跡
49 予備ウエハストッカ
50 プローブカード(またはプローブカード本体の配線基板)
51 プローバ(ウエハバーイン装置)
52 ウエハ搬送容器(フープ)
53 ウエハ搬送容器用ポート
54 ウエハ搬送ロボット
55 プリアライメント部
56 ウエハロード&アンロード部
57 ウエハアライメント部
59 プローブ部
60 ウエハステージ
62 プリアライメント光学系
63 ウエハアライメント光学系
64 針位置合わせ光学系
66 プローバ制御系
67 XYテーブル制御系
68 ウエハ位置合わせ制御系
69 針位置合わせ制御系
101 ウエハ搬送容器ロード
102 ウエハ搬入
103 プリアライメント
104 ウエハがステージ上に移動
105 ウエハアライメント
106 針位置合わせ
107 プローブ実行(電気的試験実行、すなわち、バーインテスト実行)
108 ウエハがステージ上から移動
109 ウエハ搬出
110 ウエハ搬送容器アンロード
121 予備ウエハロードステップ
122 予備ウエハへプローブ針コンタクト
123 予備加熱ステップ
124 予備ウエハアンロードステップ
125 被検査ウエハロードステップ
126 被検査ウエハのバーイン検査
127 被検査ウエハアンロードステップ
128 繰り返しループ
130 ウエハテスト以前のウエハプロセス
131 ウエハテストまたはウエハプローブテスト(ウエハバーインを含む)
131a 第1の常温メモリテスト
131b 高温メモリテスト
131c 高温ロジックテスト
131d 低温ロジックテスト
131e 第2の常温メモリテスト
132 BG(バックグラインディング)
133 バーインテスト
141 第1のベーク処理
142 第2のベーク処理
D プローブ針先端からウエハ上面(正確にはボンディングパッド上面)間の距離
Claims (8)
- (a)プローブ検査装置内において、加熱されたウエハステージ上に、被検査ウエハ以外の予備ウエハをロードする工程と、
(b)前記工程(a)の後、前記予備ウエハを前記ウエハステージ上にロードした状態で、前記ウエハステージの上方のプローブカードの複数のプローブ針を、前記予備ウエハの上面に接触させ、この接触状態を保持したままで、前記プローブカードの予備加熱を実行する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記予備ウエハの前記上面から前記プローブカードの前記複数のプローブ針を、浮上させる工程と、
(d)前記工程(c)の後、前記予備ウエハを前記ウエハステージからアンロードする工程と、
(e)前記工程(d)の後、前記ウエハステージ上に、前記被検査ウエハをそのデバイス面を上に向けた状態でロードする工程と、
(f)前記工程(e)の後、前記ウエハステージ上にロードされた前記被検査ウエハの前記デバイス面上の複数の電極パッドのそれぞれの表面に、前記複数のプローブ針の内の対応するプローブ針をコンタクトさせた状態で、高温プローブ検査を実行する工程と、を有し、
前記工程(f)は、前記被検査ウエハのウエハ温度が第1テスト温度に設定された状態で前記高温プローブ検査を行い、
前記工程(b)は、前記複数のプローブ針のそれぞれの針先端の温度が前記第1テスト温度に到達するように前記予備加熱を実行し、
前記複数のプローブ針は1000本以上で構成され、
前記プローブカードの前記複数のプローブ針が設けられた面とは反対側の面には、網の目状の金属製の補強構造体が設けられており、
前記高温プローブ検査は、ウエハ・レベル・バーインテストである、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程(b)において、前記予備ウエハは前記第1テスト温度に設定されており、
前記予備ウエハがセットされた前記ウエハステージのヒータ温度は、前記第1テスト温度よりも温度が高い第2テスト温度に設定されている、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記被検査ウエハの前記複数の電極パッドの内、前記複数のプローブ針がコンタクトされる電極パッドの第1方向における幅は、前記複数のプローブ針がコンタクトされない電極パッドの前記第1方向における幅よりも大きい、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の電極パッドの前記表面は、アルミニウム系の金属膜が形成されている、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記予備ウエハは、シリコン系プレーンウエハにサンドブラスト処理されたものである、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記予備ウエハは、シリコン系プレーンウエハの表面にクリーニングシートを貼り付けたものである、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記予備ウエハは、シリコン系プレーンウエハの表面にアルミニウム系メタル層を成膜したものである、半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記予備ウエハと前記被検査ウエハとは、同一品種の製品ウエハである、半導体装置の製造方法。
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