JPH04302448A - 半導体素子の一括検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体素子の一括検査
方法に関するもので、更に詳細には、半導体ウエハに設
けられる半導体素子の各電極パッドの全てに検査電極を
接触して、半導体素子の電気的諸特性を検査する半導体
素子の一括検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体デバイスの高集積化及び多
機能化に伴い半導体ウエハ（以下にウエハという）に設
けられる半導体素子（以下にチップという）の多数化と
共に電極パッドも複雑化している。

【０００３】ところで、従来の半導体の製造工程におい
ては、チップの電極パッドにプローバの探針を接触させ
てチップの電気的特性の検査等が一般に行われている。 このプローバでは、被検査体であるウエハを検査ステー
ジに搬送した後、位置合せして検査位置に搬送し、そし
て、検査位置において、予めウエハのチップの電極パッ
ドに対応すべく配列されたプローバの探針を電極チップ
に接触させて、チップの電気的諸特性を検査している。 この検査は各チップごとに行われている。

【０００４】また、近年では、チップをパッケージング
せずに基板に直接貼り付ける等の実装方法が開発されて
おり、この場合においても、基板にチップを実装してか
ら例えば高温環境あるいは低温環境下で長時間（例えば
数十時間）に亘って電気的特性の変化を検査する必要が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローバによる検査方法においては、複雑化された電極
パッドを有する各チップごとに行うため、検査に多くの
時間がかかり検査効率が低下するという問題があった。 しかも、多くの検査を行った探針は寿命により交換しな
ければならず、コストの面においても問題があった。

【０００６】また、チップがパッケージ状態にならない
場合の環境試験においてはプローバのような探針を使用
することが不可能であるため、環境試験が行えないとい
う不都合があった。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもので
、ウエハに設けられた全てのチップの電気的諸特性を一
括して容易にかつ効率よく行えるようにした半導体素子
の一括検査方法を提供することを目的とするものである
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の半導体素子の一括検査方法は、半導体ウ
エハに設けられる半導体素子の各電極パッドに検査電極
を接触して、半導体素子の電気的諸特性を検査するに当
って、上記半導体ウエハを支持する支持体と、上記半導
体素子の各電極パッドに対応した複数の検査電極を有す
る検査体とを互いに進退可能に対峙させると共に、上記
半導体ウエハと検査体との間に、加圧により導通する弾
性を有する導電部材を介在させ、上記支持体と検査体と
を近接方向に加圧することにより、上記導電部材の加圧
導通機能を作用させて、上記電極パッドと検査電極の全
てを同時に導通させるようにしたことを特徴とするもの
である。

【０００９】この発明において、上記支持体はウエハを
支持する剛性を有するものであれば任意のものでよく、
例えば、ウエハを載置する平坦状のトレイあるいはウエ
ハや上記ウエハを支持するトレイを載置固定すると共に
、水平及び垂直方向に移動可能な載置台を使用すること
ができる。

【００１０】上記検査体は半導体素子の各電極パッドに
対応する検査電極を有するもので、例えば基板の表面す
なわち支持体と対向する面に多数の電極膜と絶縁膜を積
層した構造のプリント基板を使用することができる。こ
の場合、検査電極は隆起するバンプとする方が好ましく
、更には金等のような導電性に優れた金属メッキを施す
方がより好ましい。

【００１１】上記導電性部材は加圧によって導通する弾
性を有する部材であれば任意のものでよく、例えばシリ
コーンゴムに金属粒子フィラーを含ませた加圧導電機能
を有する導電性ゴムを使用することができる。

【００１２】また、上記支持体と検査体とを近接方向に
加圧する手段としては、クランプやシリンダ等の任意の
ものを使用することができる。

【００１３】

【作用】上記のように構成されるこの発明の半導体素子
の一括検査方法によれば、半導体ウエハと検査体との間
に導電部材を介在させて支持体と検査体とを近接方向に
加圧することにより、導電部材が弾性変形すると共に、
電極パッドと検査電極間が加圧により導通して、半導体
素子の電気的特性を検査することができる。また、電極
パッドと検査電極の全てが同時に導通されるので、半導
体ウエハに設けられた全ての半導体素子を一括して検査
することができる。この場合、半導体ウエハと検査体間
の平行度に多少の誤差が生じても導電部材の弾性作用に
よって吸収することができ、正確に半導体素子の電気的
特性を検査することができる。

【００１４】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００１５】図１はこの発明の検査方法を実施するため
の検査装置の要部構成図が示されている。

【００１６】検査装置は、被検査体である半導体ウエハ
１を支持する平坦状の剛性を有するトレイにて形成され
る支持体２と、半導体素子３（チップ）の各電極パッド
４に対応した複数の検査電極５を有する検査体６とを互
いに進退可能に対峙してなり、かつ、ウエハ１と検査体
６との間に、加圧により導通する弾性を有する導電部材
７を介在（具体的には、検査体６に貼着されている）し
てなる。そして、支持体２と検査体６の上面すなわち支
持体側と反対側面に背受される加圧ブロック８とにクラ
ンプ９が締結されて、支持体２と検査体６とが近接方向
に加圧されるようになっている。

【００１７】この場合、検査体６は、例えばガラス製の
基板１０の表面すなわち支持体と対向する面に図示しな
い多層の電極膜と絶縁膜を積層したプリント基板にて形
成されており、ウエハ１に設けられたチップ３の各電極
パッド４に対応する位置に検査電極５を設けた構造とな
っている。なお、検査電極５は隆起するバンプにて形成
されている。また、検査体６には検査電極５と接続する
ように配列された電極ターミナル１１が設けられており
、この電極ターミナル１１に外部の電気特性測定手段で
あるテスタ１２が接続されている。

【００１８】導電部材７は、図２に示すように、例えば
シリコーンゴム７ａに金属粒子フィラー７ｂを含む導電
性ゴムにて形成されている。この導電性ゴム７は加圧に
より金属粒子フィラー７ｂが導通する加圧導通機能を有
している。すなわち、導電性ゴム７は、加圧が一定のレ
ベル（歪率５％）に達すると、抵抗値は急激に低下し、
それ以上の歪域では金属に迫る導電率となる加圧導電機
能を有する（図３参照）。なお、図３は導電性ゴム７の
加圧導電特性を示すグラフで、図中、ｔは導電性ゴム７
の厚さ、Δｔは歪、Ｒは抵抗値を示す。この導電性ゴム
７は検査体６に貼着された状態で使用されるが、多数の
検査により劣化した場合には、導電性ゴム７のみを交換
すればよいので、検査体６の寿命が増大すると共に、コ
ストの低廉化を図ることができる。

【００１９】なお、電極パッド４と検査電極５とを正確
に位置合せする必要があるため、ウエハ１と検査体６に
位置合せ手段を設ける必要がある。この位置合せ手段と
して、例えば図４に示すように、ウエハ１の周縁部に設
けた位置決め用目印１３と検査体６に設けられた透明窓
１４に施された目印１５とを図示しないマイクロスコー
プやＴＶカメラ等の画像表示手段をもって合致させて位
置合せするか、あるいは、図５及び図６に示すように、
ウエハ１（或いは支持体２）に設けられた第１の位置合
せ用電極１６と検査体６に設けられた第２の位置合せ用
電極１７との通電状態を電気的に検出して位置合せする
電気的手段とが考えられる。更には、これら位置合せ用
目印１３，１５と位置合せ用電極１６，１７の双方を用
いて、粗調整と精密調整を行えるようにしたもの等が考
えられる。この場合、位置合せ用電極１６，１７を複数
組（例えば３組）設けておき、各組の位置合せ用電極１
６，１７の接断の電気的信号を受けてウエハ１載置台２
ａの垂直方向の回転調整を司る首振り機構１８を制御さ
せることにより、ウエハ１と検査体６との平行度を調整
することができる（図５参照）。

【００２０】次に、この発明の検査方法をプローバに使
用した場合の検査手順について図７を参照して説明する
。なお、図７では支持体がウエハ載置台２ａにて形成さ
れる場合について説明する。

【００２１】まず、ウエハ搬送機構２０によってカセッ
ト２１内に収容されたウエハ１を取出し、例えばウエハ
のオリエンテーションフラット（オリフラ）の位置を検
出するプリアライメントを行って、ウエハ１をウエハ載
置台２ａに載置する。

【００２２】次に、例えばＣＣＤカメラ２２等で撮像す
ることにより、位置認識部２３でウエハ載置台２ａ上の
ウエハ１の正確な位置を認識した後、ウエハ載置台２ａ
を組付け位置２４まで移動する。この動作と同時に、検
査体搬送機構２５によって検査体収容部２６から検査体
６を取出し、同様に位置認識部２３でこの検査体６の正
確な位置を認識して、検査体６を組付け位置２４まで搬
送する。

【００２３】そして、位置認識結果及び上記位置合せ手
段によってウエハ１と検査体６とを位置合せした後、ウ
エハ載置台２ａを上昇させてウエハ載置台２ａと検査体
６とを近接方向に加圧し、導電性ゴム７を介在させた状
態でウエハ１と検査体６とを圧接する。すると、図２に
示すようにウエハ１のチップ３に設けられた電極パッド
４と検査体６に設けられた検査電極５との間の導電性ゴ
ム７の金属粒子フィラー７ｂが加圧により導通して、全
ての電極パッド４と検査電極５とが導通状態となり、電
極ターミナル１１を介してテスタ１２と電極パッド４と
が電気的に接続して、チップ３の電気的特性を検査する
ことができる。

【００２４】上記実施例ではプローバによりウエハに設
けられたチップの電気的特性を検査する場合について説
明したが、プローバ以外に環境試験においても同様にウ
エハの電気的特性の検査を行うことができる。

【００２５】次に、環境試験においてウエハの電気的特
性を検査する場合の検査手順を図８を参照して説明する
。なお、図８において、上記実施例と同じ部分には同一
符号を付してその説明は省略する。

【００２６】環境試験において、ウエハ１の検査を行う
場合には、まず、支持体であるトレイ２をトレイ搬送機
構２８によってトレイ収容部２９内から取出し、このト
レイ２をベルト搬送機構２７上の所定位置に載置する。

【００２７】次に、ウエハ搬送機構２０によってカセッ
ト２１内からウエハ１を取出し、プリアライメントを行
った後、ウエハ１をトレイ２上の所定位置に載置する。

【００２８】次に、上記実施例と同様に、例えばＣＣＤ
カメラ２２等で撮像することにより、位置認識部２３で
トレイ２上のウエハ１の正確な位置を認識した後、ベル
ト搬送機構２７を所定距離移動させてトレイ２及びウエ
ハ１を組付け位置２４まで移動する。この動作と同時に
、検査体搬送機構２５によって検査体収容部２６から検
査体６を取出し、同様に位置認識部２３でこの検査体６
の正確な位置を認識して、検査体６を組付け位置２４ま
で搬送する。

【００２９】そして、位置認識結果及び上記位置合せ手
段によってウエハ１と検査体６とを位置合せした後、ク
ランプ９によってトレイ２と検査体６とを近接方向に加
圧した状態に締結し、導電性ゴム７を介在させた状態で
ウエハ１と検査体６とを圧接した後、ベルト搬送機構２
７を所定距離移動させて、トレイ２、ウエハ１、導電性
ゴム７及び検査体６からなる組立体をクランプ組付け機
構部３０から搬出し、組立体搬送機構３１によって、こ
の組立体を環境試験用オーブン３２内に配置する。オー
ブン３２は、複数例えば数十個の組立体を棚状に収容で
きるように構成されたものが、複数配置されている。ま
た、オーブン３２内には、検査体６に設けられた電極タ
ーミナル１１に対応して図示しない電気的接続機構が設
けられており、この電気的接続機構、電極ターミナル１
１及び検査体６の検査電極５を介してテスタ１２とウエ
ハ１に形成されたチップ３の電極パッド４とが電気的に
接続されるようになっている。

【００３０】上記のように、オーブン３２内に所定数の
組立体が配置されると、オーブン３２の図示しない開閉
機構が閉じられて、オーブン内部が所定の環境温度に設
定され、テスタ１２によって各ウエハ１の全てのチップ
３の電極パッド４の電気的特性が一括して検査される。

【００３１】なお、上記実施例では、環境試験において
は支持体としてトレイ２を使用する場合について説明し
たが、トレイ２の変りに第一実施例で示したウエハ載置
台２ａを使用することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の半導
体素子の一括検査方法によれば、半導体ウエハと検査体
との間に弾性を有する導電性部材を介在するので、電極
パッドと検査電極の全てが同時に導通されて半導体ウエ
ハに設けられた全ての半導体素子の電気的特性を一括し
て検査することができる。しかも、半導体ウエハと検査
体間の平行度に多少の誤差が生じても導電部材の弾性作
用によって吸収することができるので、正確に半導体素
子の電気的特性を検査することができ、検査の信頼性を
高めることができる。また、導電部材のみの交換で済む
ため、検査体の寿命が増大すると共に、コストの低廉化
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る検査装置の要部を示す概略側面
図である。

【図２】この発明における導電性部材の導電状態を示す
断面図である。

【図３】導電性部材の加圧導電特性を示すグラフである
。

【図４】半導体ウエハと検査体との位置合せを示す分解
斜視図である。

【図５】別の位置合せ状態を示す側面図である。

【図６】図５のＡ部を拡大して示す断面図である。

【図７】この発明の検査方法を実施する検査装置の一例
を示す構成図である。

【図８】検査装置の別の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　半導体ウエハ ２　　トレイ（支持体） ２ａ　　ウエハ載置台（支持体） ３　　チップ（半導体素子） ４　　電極パッド ５　　検査電極 ６　　検査体 ７　　導電性ゴム（導電部材） ９　　クランプ １１　　電極ターミナル １２　　テスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体ウエハに設けられる半導体素子
   の各電極パッドに検査電極を接触して、半導体素子の電
   気的諸特性を検査するに当って、上記半導体ウエハを支
   持する支持体と、上記半導体素子の各電極パッドに対応
   した複数の検査電極を有する検査体とを互いに進退可能
   に対峙させると共に、上記半導体ウエハと検査体との間
   に、加圧により導通する弾性を有する導電部材を介在さ
   せ、上記支持体と検査体とを近接方向に加圧することに
   より、上記導電部材の加圧導通機能を作用させて、上記
   電極パッドと検査電極の全てを同時に導通させるように
   したことを特徴とする半導体素子の一括検査方法。