KR20030001283A

KR20030001283A - 반도체검사장치

Info

Publication number: KR20030001283A
Application number: KR1020020034811A
Authority: KR
Inventors: 기시모토기요하루
Original assignee: 히다치 맥셀 가부시키가이샤
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2003-01-06
Also published as: CN1275308C; TW591477B; CN1393921A; JP2003007784A

Abstract

전기회로내의 전기소자와 전기적으로 접속되어 전기회로내에 조립되어야 할 반도체집적회로를 상기 전기회로내에 조립되기 전에 검사하기 위한 검사장치는 반도체집적회로의 노출된 전기적 단자에 각각 접촉하기 위한 복수의 프로브와, 프로브가 그 위에 장착되어, 검사되어야 할 반도체집적회로에 대하여 상대 이동 가능한 가동 프로브헤드와, 프로브를 거쳐 반도체집적회로에 전달되는 검사입력신호를 발생하고, 다시 프로브를 거쳐 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호를 받아 들여 반도체집적회로를 검사하기 위한 측정장치를 가진다.

Description

반도체검사장치{SEMICONDUCTOR INSPECTION DEVICE}

본 발명은 반도체검사장치에 관한 것으로, 특히 반도체집적회로의 전극에 대하여 프로브를 접촉시켜, 상기 반도체집적회로의 전기적 특성을 검사하는 반도체검사장치에 관한 것이다.

종래부터 웨이퍼상에 형성된 반도체집적회로의 전기적 특성을 검사하는 것이 널리 행하여지고 있다. 검사에 있어서는, 반도체집적회로의 전극에 대하여 프로브를 접촉시켜, 측정검사장치로부터 검사용신호를 인가하고, 그에 대한 출력신호를 검출하고 있다. 종래의 반도체검사장치에서는 1번에 1개의 반도체집적회로칩을 검사하는 것이었다. 여기서 도 21을 사용하여 종래의 프로브헤드의 구성에 대하여 간단하게 설명한다. 도면에 나타내는 바와 같이 프로브헤드(1)는 그 중앙부에 복수의 프로브(13)를 구비하고 있다. 프로브(13)는 통상 가늘고 긴 금속바늘로 구성되어 있다. 그리고 프로브(13)는 반도체집적회로칩의 외부단자수 만큼 설치되어있어, 이 반도체집적회로칩의 외부단자에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이 프로브 (13)는 신호선에 의하여 직접, 측정검사장치에 접속되어 있다.

본 발명은 검사의 신뢰성이 우수하고, 또는 저비용으로 반도체집적회로칩의 검사를 행하는 반도체검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 반도체검사장치의 블록도,

도 2는 웨이퍼 및 반도체집적회로칩을 설명하기 위한 도,

도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드, 모듈 및 프로브의 단면도,

도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드, 모듈 및 프로브의 평면도,

도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드, 모듈 및 프로브의 평면도,

도 6은 본 발명의 실시형태에 관한 반도체검사장치의 블록도,

도 7은 본 발명의 실시형태에 관한 반도체검사장치의 블록도,

도 8은 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드의 단면도,

도 9는 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드의 평면도,

도 10은 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드의 평면도,

도 11은 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드의 평면도,

도 12는 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드의 평면도,

도 13은 본 발명의 실시형태에 관한 프로브헤드의 평면도,

도 14는 본 발명의 실시형태에 관한 모듈의 제조공정을 나타내는 도,

도 15는 본 발명의 실시형태에 관한 모듈의 제조공정을 나타내는 도,

도 16은 본 발명의 실시형태에 관한 프로브의 구성을 나타내는 도,

도 17은 본 발명의 실시형태에 관한 검사의 제어를 설명하기 위한 도,

도 18은 본 발명의 실시형태에 관한 검사의 제어를 설명하기 위한 도,

도 19는 본 발명의 실시형태에 있어서 사용되는 신호의 주파수대역을 나타내는 도,

도 20은 본 발명의 실시형태에 관한 모듈의 구성을 나타내는 도,

도 21은 종래의 프로브헤드의 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명에 의하면 전기회로내의 전기소자와 전기적으로 접속되어 전기회로내에 조립하여야 하는 반도체집적회로를 상기 전기회로내에 조립되기 전에 검사하기 위한 검사장치는 반도체집적회로의 노출된 전기적 단자에 각각 접촉하기 위한 복수의 프로브와, 프로브가 장착되어 검사되어야 할 반도체집적회로에 대하여 상대이동 가능한 가동 프로브헤드와, 프로브를 거쳐 반도체집적회로에 전달되는 검사입력신호를 발생하고, 다시 프로브를 거쳐 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호를 받아 들여 반도체집적회로를 검사하기 위한 측정장치를 가진다.

상기 전기회로내의 전기소자에 상당하고, 프로브가 적어도 하나와 전기적으로 접속되어 프로브를 거쳐 검사되어야 할 반도체집적회로와 함께 검사용 전기회로를 형성하기 위한 검사용 전기소자를 포함하는 모듈을 가진다면, 반도체집적회로를 실제의 사용조건에 가까운 조건하에서 검사하는 것이 가능하게 되어 검사의 신뢰성이 향상한다.

프로브와 모듈이 함께 이동하도록 프로브와 모듈이 가동 프로브헤드에 장착된다면 반도체집적회로와 검사용 전기소자는 근접하여 배치되는 것이 가능하게 되고, 반도체집적회로를 실제의 사용조건에 가까운 조건하에서 검사하는 것이 가능하게 되어, 검사의 신뢰성이 향상한다. 프로브헤드에 있어서 각 프로브의 적어도 일부와 모듈 사이의 위치관계가 고정되어 있다면, 검사조건이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

검사입력신호는 검사용 전기소자를 거쳐 반도체집적회로에 전달되어도 좋고, 검사출력신호는 반도체집적회로로부터 검사용 전기소자에 전달되어도 좋다.

모듈이 다시 검사용 전기소자에 전기적으로 접속되는 아날로그신호-디지털신호 컨버터를 가진다면, 입력된 아날로그신호를 컨버터처리하여 디지털신호를 프로브를 거쳐 반도체집적회로에 대하여 전달하고, 또는 컨버터처리된 디지털신호를 측정검사장치에 출력하여 노이즈의 영향을 받기 쉬운 아날로그신호를 노이즈가 가해지기 쉬운 프로브와 측정검사장치 사이를 전송시키지 않기 때문에, 프로브와 측정검사장치사이의 전송로상에서 노이즈에 의하여 검사의 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다. 측정장치와 모듈은 동축 케이블로 접속되어도 좋다.

프로브는 모듈 표면에 배치되어, 모듈을 거쳐 가동 프로브헤드에 장착된다면, 프로브에 의한 신호전달 정밀도 열화를 억제하여 반도체집적회로를 실제의 사용조건에 가까운 조건하에서 검사하는 것이 가능하게 되어, 검사의 신뢰성이 향상한다. 모듈은 투자성과 도전성 중 적어도 한쪽을 구비하여 검사용 전기소자를 둘러 싸는 실드부재를 포함하여도 좋다. 프로브는 25㎛ 이하의 두께와 0.25mm 이하의 길이의 적어도 한쪽을 가져도 좋다. 프로브는 반도체집적회로의 전기적 단자에 접촉하기 위한 니켈층과, 니켈층과 측정장치를 그것을 거쳐 전기적으로 접속하기위한 구리층을 가져도 좋다.

제 1 반도체집적회로와 제 2 반도체집적회로를 각각이 상기 전기회로내에 조립되기 전에 검사하기 위하여 복수의 프로브는 제 1 반도체집적회로와 제 2 반도체집적회로의 양쪽의 노출된 전기적 단자에 각각 동시에 접촉 가능하여도 좋다.

제 1 반도체집적회로에 대한 검사입력신호의 주파수와, 제 2 반도체집적회로에 대한 검사입력신호의 주파수가 상이하다면, 제 1 반도체집적회로내의 처리와 제 2 반도체집적회로내의 처리가 전기적으로 간섭하는 것이 억제되어 검사의 신뢰성이 향상한다. 제 1 반도체집적회로 측정장치로부터의 검사출력신호의 주파수와, 제 2 반도체집적회로 측정장치로부터의 검사출력신호의 주파수는 상이하다면 제 1 반도체집적회로내의 처리와 제 2 반도체집적회로내의 처리가 전기적으로 간섭하는 것이 억제되어 검사의 신뢰성이 향상한다. 측정장치가 제 1 반도체집적회로 측정장치에 대한 검사입력신호를 발생할 때와, 측정장치가 제 2 반도체접적회로 측정장치에 대한 검사입력신호를 발생할 때가, 동시에 발생하는 것이 방지된다면 제 1 반도체집적회로내의 처리와 제 2 반도체접적회로내의 처리가 전기적으로 간섭하는 것이 억제되어 검사의 신뢰성이 향상한다. 측정장치가 제 1 반도체집적회로에 대한 검사입력신호를 발생할 때와, 측정장치가 제 2 반도체집적회로로부터의 검사출력신호를 받아 들일 때가, 동시에 발생하는 것이 방지된다면 제 1 반도체집적회로내의 처리와 제 2 반도체집적회로내의 처리가 전기적으로 간섭하는 것이 억제되어 검사의 신뢰성이 향상한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 반도체검사장치의 기능블록도이다. 이반도체검사장치는 프로브헤드(1), 모듈(12), 프로브(13), 측정검사장치(2), 웨이퍼유지체(4), 구동기구(5), 구동기구(6) 및 제어장치(7)로 구성되어 있다. 웨이퍼(3)는 이 반도체검사장치에 있어서 검사대상이 되는 반도체집적회로칩을 복수 가지는 것이다.

프로브헤드(1)는 웨이퍼(3)상의 반도체집적회로칩에 대하여 프로브(13)에 의하여 전기적인 접촉을 행하는 것이다. 본 발명의 실시형태에 있어서는 특히 상기 프로브헤드(1)에 모듈(12) 및 프로브(13)가 설치되어 있다. 모듈(12)은 뒤에서 상세하게 그 구성에 대하여 설명하나, 특히 반도체집적회로칩에 대하여 소정의 신호를 공급하기 위하여 또는/및 상기 반도체집적회로칩으로부터 출력된 신호를 처리하기 위한 신호처리회로를 포함하는 전자부품을 구비하고 있다. 또 프로브(13)에 대해서도 뒤에서 상세하게 설명한다.

측정검사장치(2)는 검사용 신호를 생성하고, 모듈(12)에 대하여 출력한다. 이 실시형태에서는 측정검사장치(2)로부터 출력되고, 최종적으로 반도체집적회로칩에 입력되는 신호를 포괄적으로 검사용 입력신호라 부르기로 한다. 이 검사용 입력신호는 제어신호인 경우도, 데이터신호인 경우도 있다.

또 측정검사장치(2)는 검사용 입력신호에 따라 반도체집적회로칩으로부터 출력된 신호를 모듈(12)에 의한 소정의 처리 후, 입력하고 검사를 행한다. 이 실시형태에서는 반도체집적회로칩으로부터 출력되고, 최종적으로 측정검사장치에 입력되는 신호를 포괄적으로 검사용 출력신호라 부르기로 한다. 이 검사용 출력신호는 제어신호인 경우도 데이터신호인 경우도 있다. 검사결과는 예를 들면 디스플레이에 표시되거나, 프린터에 의하여 인쇄되거도 한다.

측정검사장치(2)는 제어장치(7)를 거쳐 구동기구(5) 및 구동기구(6)를 제어한다. 이에 의하여 프로브헤드(1)와 웨이퍼유지체(4)의 위치결정을 행한다. 여기서 구동기구(5)는 웨이퍼(3)의 주평면의 수직방향(Z 방향)으로 프로브헤드(1)를 이동시킬 수 있다. 또 구동기구(6)는 웨이퍼(3)의 주평면과 평행한 수평방향(XY 방향)으로 웨이퍼유지체(4)를 이동시킬 수 있다. 또한 구동기구(5, 6)는 이와 같은 작용에 한정되지 않는다. 구동기구(5)가 XY 방향으로, 구동기구(6)가 Z 방향으로 웨이퍼 (3)를 이동시키도록 하여도 좋다. 또 구동기구(5, 6) 중 어느 한쪽만 설치하고, 그것이 XYZ 방향으로 웨이퍼(3)를 이동시키도록 하여도 좋다.

웨이퍼유지체(4)는 웨이퍼(3)를 유지하는 기능을 가진다. 이 웨이퍼유지체 (4)는 예를 들면 흡착기구에 의하여 웨이퍼(3)를 유지한다.

여기서 웨이퍼(3)의 평면도를 도 2에 나타낸다. 웨이퍼(3)에 다수의 반도체집적회로칩(31)을 형성할 수 있다. 예를 들면 200mm 웨이퍼의 경우에는 약 1000개의 반도체집적회로칩(31)을, 또 300mm 웨이퍼의 경우에는 약 2600개의 반도체집적회로칩을 제조할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 관한 반도체집적회로칩(31)은 웨이퍼레벨(CSP)(Chip Size Package)이고, 복수의 볼형상의 땜납으로 이루어지는 외부단자(32)가 설치되어 있다. 예를 들면 0.5mm 간격으로 81개의 외부단자(32)가 설치된다. 그러나, 본 발명에 있어서 적용되는 반도체집적회로칩은 이와 같은 웨이퍼레벨 (CSP)에 한정되지 않고, 알루미늄패드의 외부단자가 O.1mm로 배열된 것이더라도 좋다.

또한, 피검사대상인 반도체집적회로칩(31)의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 무선 LAN용 칩, GPS용 칩, 브루투스용 칩이 포함된다.

다음에 도 3, 도 4 및 도 5를 사용하여 프로브헤드(1), 모듈(12) 및 프로브 (13)의 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 프로브헤드(1) 등의 단면도이다. 도면에 나타내는 바와 같이 프로브헤드(1)의 상면에는 모듈(12)이 탑재되어 있다. 그리고 프로브헤드(1)의 하면에는 프로브(13)가 설치되어 있다. 프로브 (13)와 모듈(12)은 프로브별로 전기적으로 접속되어 있다. 프로브(13)는 웨이퍼 (3)의 외부단자(32)의 각각과 접촉할 필요가 있기 때문에 외부단자(32)와 동일한 수만큼 설치되어 있다.

도 3에 나타내는 프로브헤드(1)에서는 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 하나의 프로브헤드(1)에 4개의 모듈(12)과, 4개의 반도체집적회로칩(31)의 외부단자(32)에 대응하는 프로브(13), 즉 4세트분의 프로브(13)가 설치되어 있다. 여기서 4세트의 프로브(13)의 각각은 인접하는 4개의 반도체집적회로칩(31)의 외부단자 (32)에 동시에 접촉시킬 수 있는 위치에 배치되어 있다. 이와 같이 하나의 프로브헤드(1)에 복수의 모듈(12) 및 복수세트의 프로브(13)가 구성되어 있기 때문에 복수의 반도체집적회로칩의 검사를 동시에 실행할 수 있어, 검사를 저비용화할 수 있다.

또한 도 3에 나타내는 예에서는 하나의 프로브헤드(1)에 대하여 4개의 모듈 (12) 및 4세트의 프로브(13)를 설치한 구성에 대하여 설명하였으나, 이것에 한하지 않고, 하나의 프로브헤드(1)에 대하여 2개 이상의 모듈(12) 및 2세트 이상의 프로브(13)를 설치하도록 하면, 그 효과를 달성할 수 있다. 여기서 프로브(13)의 길이가 BGA(Ball Grid Array) 등에서 사용되고 있는 땜납볼의 직경의 절반 이하인 0.25mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 프로브(13)의 길이를 짧게 함으로써, 노이즈에 의한 영향을 저감할 수 있고, 또 신호지연도 억제할 수 있기 때문이다.

도 4는 프로브헤드(1)의 평면도로서, 모듈(12)이 탑재된 측을 나타내는 것이다. 도 4에 나타내는 바와 같이 4개 모듈(12)이 프로브헤드(1)에 배치되어 있다. 이들 모듈(12)의 각각에는 전자부품(121)이 탑재되어 있다. 이 전자부품(121)은 반도체집적회로칩(31)이 반도체회로기판내에 설치되었을 때에 동일 회로기판내에 설치되는 각종 회로에 관한 전자부품이다. 따라서 반도체집적회로칩(31)을 따라 결정되는 전자부품이다. 예를 들면 마이크로프로세서, 메모리, 신호처리 LSI, 수정발진자, 필터, 발룬, 방향성 결합기이다.

바람직한 실시형태에 의하면, 전자부품(121)은 반도체회로기판에 설치되었을 때에 동일한 반도체회로기판내에 설치되는 모든 회로에 관한 전자부품이다. 이들 전자부품(121)은 상기 반도체집적회로칩(31) 이 외의 다른 신호처리회로 등의 전자부품이 반도체회로기판내에서 접속된 상태와 동일한 상태로 서로 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 이들 전자부품(121)은 검사시에는 프로브(13)를 거쳐 반도체집적회로칩(31)과 전기적으로 접속된다. 이 때 바람직한 실시형태에 의하면 전자부품 (121) 및 반도체집적회로칩(31)에 의하여 형성되는 회로는 반도체회로기판에 설치되는 회로와 동일, 또는 동등한 처리를 행한다. 이와 같은 구성에 의하여 모듈(12)에 대하여 입출력하는 신호는 반도체회로기판에 설치된 후의 완성품에 대하여 입출력하는 신호와 동일하다고 할 수 있다. 따라서 완성품에 대한 검사를 위한 입력신호를 상기 반도체집적회로의 검사를 위하여 상기 모듈(12)에 대하여 입력할 수 있다. 또 상기 모듈(12)로부터의 출력신호를 완성품에 대한 검사와 동일한 검사방법으로 검사할 수가 있다. 즉, 반도체집적회로칩와 완성품의 양쪽의 검사를 행하는 측정검사장치를 용이하게 구성할 수 있다. 그러나, 반도체회로기판에 조립되는 다른 신호처리회로의 일부만이 모듈(12)에 조립되도록 하여도 좋다.

도 5는 프로브헤드(1)의 웨이퍼(3)측의 평면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이 프로브헤드(1)의 웨이퍼(3)측에는 각 모듈(12)마다에 프로브(13)가 설치되어 있다. 이 프로브(13)는 웨이퍼(3)상의 외부단자(32)에 대응하는 위치에 동일한 수만 큼 설치되어 있다.

다음에 도 6을 사용하여 모듈(12)에 탑재하는 전자부품(121)의 예를 설명한다. 도 6에 나타내는 예에서는 모듈(12)에는 아날로그회로(122), 인터페이스회로 (123), 제어회로, 메모리(124) 및 전원 주변회로(125)가 탑재되어 있다. 피측정검사회로(321)는 반도체집적회로칩(31)이 상당한다. 모듈(12)과 측정검사장치(2) 사이는 신호선(81)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 예에서는 특히 아날로그 회로(122)를 모듈(12)내에 설치하여, 아날로그신호를 모듈내에서 처리하는 구성을 채용하고 있다. 따라서 아날로그신호는 모듈(1)과 측정검사장치(2) 사이의 신호선 (81)상에는 발생하지 않고, 디지털신호가 출력된다. 그 때문에 노이즈의 영향을 받기 쉬운 아날로그신호를 노이즈가 가해지기 쉬운 모듈(1)과 측정검사장치 (2) 사이의 신호선(81)상을 전송시키지 않기 때문에, 모듈(1)과 측정검사장치(2) 사이의전송로상에서 노이즈에 의하여 검사의 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전기적으로 신뢰성이 높은 반도체검사장치를 제공할 수 있다.

도 7은 모듈(12)에 탑재하는 전자부품(121)의 다른예를 나타내는 것이다. 도 7에 나타내는 예에서는 아날로그회로(122), 인터페이스회로(123), 제어회로·메모리 (124), 전원 주변회로(125) 및 고주파회로(126)가 모듈(12)상에 탑재되어 있다. 이와 같이 도 7에 나타내는 예에서는 도 6에 나타내는 예와 달리, 고주파회로(126)가 모듈(12)상에 탑재되고, 다시 이 모듈(12)과 측정검사장치(2)가 신호선(81)과 함께 동축 케이블(82)에 의하여 접속되어 있다. 이 동축 케이블(82)은 주로 800MHz 이상의 고주파신호가 전송된다. 여기서 이와 같이 고주파신호를 동축 케이블(82)에 의하여 전송함으로써 신호품질을 열화시키는 일 없이 전송할 수 있다. 또한 동축 케이블(82)은 1개 만이 아니고, 복수개로 접속하도록 하여도 좋다.

다음에 도 8, 도 9 및 도 10을 사용하여, 도 3에 나타내는 프로브(13)와는 다른 형상을 가지는 프로브(13)가 프로브헤드(1)에 설치된 예를 설명한다. 이 예에서는 프로브헤드(1)의 한쪽의 면에 모듈(12)이 설치되고, 다른쪽의 면에 프로브(13)가 설치되어 있고, 모듈(12)과 프로브(13)는 서로 전기적으로 접속되어 있다. 프로브(13)는 도 9에 나타내는 바와 같이 모듈(12)의 면에 평행한 5각형의 기둥형상의 구조를 가지고 있다. 각각의 프로브(13)는 1모서리만 예각인 구조를 가지고, 그 예각을 구성하는 2조각 중 어느 하나로 반도체집적회로칩(31)상의 외부단자(32)를 손상함으로써 전기적인 접촉이 강화된다. 상기 외부단자(32)상의 산화피막이 구성된 바와 같은 경우에, 손상됨으로써 상기 산화피막이 파괴되어, 외부단자(32)의 도전층에 프로브(13)가 접촉할 수 있다. 도 9에 나타내는 예에서는 프로브(13)는 예각인 부분이 동일방향을 향하고 있으나, 도 10에 나타내는 예와 같이 일부가 반대방향을 향하도록 하여도 좋다.

상기한 도 3에 나타내는 프로브헤드(1)에서는 상면에 모듈(12)을 탑재하고, 하면에 프로브(13)를 설치하는 구성으로 하였으나, 도 11에 나타내는 바와 같이 상기 모듈(12)이 프로브헤드(1) 중에 조립되는 구성으로 하여도 좋다. 이 예에서는 모듈(12)의 상면이 프로브헤드(1)의 상면과 일치하는 위치에 있어서 조립되어 있다. 이 때문에 양자의 위치결정이 용이하다. 또 도 12에 나타내는 바와 같이 프로브헤드(1)의 상면 및 하면보다 모듈(12)의 상면 및 하면이 돌출하는 위치에 양자가 고정되도록 하여도 좋다. 나아가서는 도 13에 나타내는 바와 같이 프로브헤드(1)의 하면에 모듈(12)이 탑재되도록 하여도 좋다. 여기서 프로브헤드(1)와 모듈(12)은 수지에 의하여 고정하여도 좋고, 또 나사 등에 의하여 기계적으로 고정하여도 좋다.

도 11에 나타내는 모듈(12)에서는 그 표면에 프로브(13)가 납땜에 의하여 고정되어 있다. 한편, 도 12 및 도 13에 나타내는 모듈(12)에서는 그 표면에 프로브 (13)가 형성되어 있다. 이 프로브(13)는 25㎛ 이하의 박막이고, 모듈(12)의 하면에 형성되어 있다. 또 이 프로브(13)의 길이방향의 길이는 0.25mm 이하이다. 이 프로브 13)의 형성방법에 대하여 도 14 및 도 15를 사용하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이 표면에 니켈도금(1201)이 실시된 두께가 약 0.3mm인 스테인레스판으로 이루어지는 가기체(1202)를 준비한다.

다음에 도 14(b)에 나타내는 바와 같이 니켈도금(1201) 위에 제 1 개구부 (1203a)를 가지는 제 1 절연층(1203)을 형성한다. 이 제 1 절연층(1203)의 형성은 니켈도금(1201)의 표면에 감광성 수지를 균일하게 도포한 후, 이 감광성 수지의 제 1 개구부(1203a)에 대응하는 부분을 노광하여 노광부를 현상처리로 제거함으로써 행할 수 있다.

다음에 도 14(c)에 나타내는 바와 같이 니켈도금(1201)의 표면에 제 1 배선층 (1204)을 형성한다. 이 제 1 배선층(1204)의 형성은 제 1 절연층(1203) 위 및 제 1 개구부(1203a)내에 크롬과 구리의 합금으로 이루어지는 급전막을 스패터링한 후, 이 급전막 위에 포토레지스트막을 균일하게 도포하고, 포토레지스트막을 제 1 배선층(1204)의 패턴에 노광하여 노광부를 현상처리로 제거하고, 이어서 급전막에 통전하여 구리 또는 구리합금을 전기주조한 후, 불필요한 포토레지스트막 및 급전막을 제거함으로써 행할 수 있다.

다음에 도 14(d)에 나타내는 바와 같이, 제 1 절연층(1203)의 표면 및 제 1 배선층(1204)의 표면에 소요의 패턴으로 제 2 개구부(1205a)가 뚫어 설치된 제 2 절연층 (1205)을 형성한다. 이 제 2 절연층(1205)의 형성은 제 1 절연층(1203)의 표면 및 제 1 배선층(1204)의 표면에 감광성 수지를 균일하게 도포한 후, 제 2 개구부 (1205a)에 대응하는 부분을 노광하고, 이 노광부를 현상처리에 의하여 제거함으로써 행할 수 있다. 또한 이 단계에서 전자부품(1210, 1211)을 제 1 배선층(1204)과 접속하고, 이들 전자부품(1210, 1211)과 제 1 배선층(1204)의 접속부를 수지몰드함으로써 모듈 (12)을 제조할 수도 있다.

다음에 도 14(e)에 나타내는 바와 같이, 제 2 절연층(1205) 위에 제 2 배선층 (1206)을 형성함과 동시에, 제 2 개구부(1205a)내에 접속부(1206a)를 형성한다. 이 제 2 배선층(1206) 및 접속부(1206a)의 형성은, 제 2 절연층(1205) 위 및 제 2 개구부(1205a)내에 크롬과 구리의 합금으로 이루어지는 급전막을 스패터링한 후, 이 급전막 위에 포토레지스트막을 균일하게 도포하여, 상기 포토레지스트막을 제 2 배선층(1206)의 패턴에 노광하여 노광부를 현상처리에 의하여 제거하고, 이어서 급전막에 통전하여 구리 및 니켈의 합금을 전기주조한 후, 불필요한 포토레지스트막 및 급전막을 제거함으로써 행할 수 있다.

다음에 도 14(f)에 나타내는 바와 같이, 제 2 배선층(1206) 및 접속부 (1206a) 및 제 2 절연층(1205)의 표면에, 소요의 패턴으로 제 3 개구부(1207a)가 뚫어 설치된 제 3 절연층(1207)을 형성한다. 이 제 3 절연층(1207)의 형성은, 제 2 배선층 (1206) 및 접속부(1206a) 및 제 2 절연층(1205)의 표면에 감광성 수지를 균일하게 도포한 후, 제 3 개구부(1207a)에 대응하는 부분을 노광하고, 이 노광부를 현상처리로 제거함으로써 행할 수 있다.

다음에 도 15(a)에 나타내는 바와 같이 제 2 배선층(1206)과 전자부품(1210)의 접속 및 제 2 배선층(1206)과 전자부품(1211)의 접속을 행한다. 제 2 배선층 (1206)과 전자부품(1210)의 접속은, 전자부품(1210)의 패드부에 형성된 금범프 (1209)를 제 2 절연층(1205)에 뚫어 설치된 제 2 개구부(1205a)에 삽입한 후, 제 2 배선층(1206)과 전자부품(1210) 사이에 소요의 열과 가압력을 작용시킴으로써 행할수 있다. 또 제 2 배선층(1206)과 전자부품(1211)의 접속은, 제 2 개구부(1205a)에 삽입된 땜납(1208)을 거쳐 제 2 배선층(1206)과 전자부품(1211)의 단자부를 대향시켜, 이들 제 2 배선층(1206)과 전자부품(1211) 사이에 소요의 열을 작용시킴으로써 행할 수 있다.

다음에 도 15(b)에 나타내는 바와 같이 전자부품(1210, 1211)과, 이들과 제 2 배선층(1206)의 접속부를 몰드수지로 몰드한다.

다음에 도 15(c)에 나타내는 바와 같이 니켈도금(1201)과 스테인레스제의 가기체(1202)와의 계면을 박리하여 니켈도금(1201)을 노출시킨다.

그리고 도 15(d)에 나타내는 바와 같이 니켈도금(1201)을 패터닝하여 니켈층을 형성한다. 이 니켈층이 프로브(13)가 된다. 프로브(13)의 형성은 니켈도금 (1201)의 표면에 포토레지스트를 균일하게 도포한 후, 프로브(3)에 대응하는 부분만을 선택적으로 노광하고, 현상처리에 의하여 비노광부를 제거한 후, 에칭처리에 의하여 비노광부에 대응하는 니켈도금(1201)을 제거함으로써 행할 수 있다. 이렇게 하여 모듈(12)의 표면에 프로브(13)가 형성된다. 바람직한 실시형태에 있어서의 이 프로브(13)는 길이방향의 길이가 0.25mm 이하이고, 두께가 25㎛ 이하인 박막이다. 이 두께는 프린트기판에 있어서 통상 사용되는 구리판의 두께와 동일하거나 또는 그것 이하인 것을 의미한다. 도 14, 도 15의 실시예에서는 2층의 배선층을 가지는 프로브의 형성방법을 설명하였으나, 이것은 1층 또는 2층 이상이어도 좋다.

계속해서 도 16을 사용하여 본 발명의 실시형태에 관한 프로브(13)의 구성에대하여 설명한다. 이 프로브(13)는 도 8, 도 9 및 도 10에 있어서 설명한 것과 동일한 형상이다. 즉 5각형의 기둥형상의 구조를 가지고 있다. 프로브(13)는 1각만 예각인 구조를 가지고, 그 예각을 구성하는 2조각 중 어느 하나에서 반도체집적회로칩(31)상의 외부단자(32)를 흠집냄으로써 전기적인 접촉이 강화된다. 또 도 16에 나타내는 프로브(13)는 구리(131) 및 니켈(132)의 2층 구조를 가지고 있다. 구리는 비용면에서 뛰어나 있으나, 경도가 높지 않아 산화되기 쉽다는 성질을 가진다. 여기서 반도체집적회로칩(31)의 외부단자(32)를 흠집낼 것이 요구되는 프로브(13)의 재질로서는 경도가 요구되고, 또한 전기적인 접촉을 위해서는 산화되기 어려운 것이 요구된다. 다른 한편, 니켈(132)은 프로브(13)로서 요구되는 경도를 가지고, 산화되기 어렵다. 따라서 이 예에서는 프로브(13)의 반도체집적회로칩(31)의 외부단자(32)와 접촉하는 측에 니켈(132)의 층을 설치하는 것으로 하고 있다.

다음에 도 17, 도 18을 사용하여 프로브헤드(1)에 복수의 모듈(12)이 탑재된 경우의 검사처리의 제어에 대하여 설명한다. 이 예에서는 모듈(12a), 모듈(12b), 모듈(12c), 모듈(12d)의 4개의 모듈(12)이 프로브헤드(1)에 탑재되어 있다. 그리고 모듈(12a)은 신호선(81)을 거쳐 측정검사장치(2a)에 접속되어 있다. 마찬가지로 하여 각 모듈(12b, 12c, 12d)은 신호선(81)을 거쳐 측정검사장치(2b, 2c, 2d)에 접속되어 있다.

이 예에서는 인접하는 모듈에 대하여 동시에 검사가 실행되도록 제어하고 있다. 다른 제어방법에 대하여 도 18을 사용하여 구체적으로 설명한다. 도 18에 있어서 시간(t1)은 시간(t2)보다도 전의 임의의 시각이다. 시간(t1)일 때, 측정검사장치(2a 및 2c)는 각각 모듈(12a 및 12c)로부터 제어신호 또는 데이터신호의 검사용출력신호를 받는다. 마찬가지로 시간(t1)일 때, 측정검사장치(2b 및 2d)는 각각 모듈(12b 및 12d)에 대하여 제어신호 또는 데이터신호의 검사용 입력신호를 보낸다.

그리고 시간(t2)일 때, 측정검사장치(2a 및 2c)는 각각 모듈(12a 및 12c)에 대하여 제어신호 또는 데이터신호의 검사용 입력신호를 보낸다. 마찬가지로 시간 (t2)일 때, 측정검사장치(2b 및 2d)는 각각 모듈(12b 및 12d)로부터 제어신호 또는 데이터신호의 검사용 출력신호를 받는다. 마찬가지로 하여 시간(t1), 시간(t2)의 제어가 반복된다.

이와 같이 제어함으로써, 인접하는 모듈끼리가 동시에 제어신호 또는 데이터신호가 보내지지 않고, 또 받는 일이 없다. 따라서 인접하는 모듈 사이에서 신호간섭이 발생하지 않아 노이즈를 저감하는 것이 가능하게 된다.

특히, 800MHz 이상의 주파수에 관한 고주파처리용 반도체집적회로칩(31)를 검사하는 경우에 이와 같은 제어는 유효하다. 이 경우 인접하는 모듈끼리가 동시에 800MHz 이상의 신호를 보내지 않고, 또 받는 일이 없도록 제어한다. 800MHz 이상의 신호는 특히 다른 신호를 간섭하여 노이즈를 발생시킬 가능성이 높으므로, 인접하는 모듈끼리가 동시에 이와 같은 신호를 보내지 않고, 또 받는 일을 없게 함으로써 노이즈저감의 효과는 크다.

또한 이 예에서는 모듈(12)을 2개의 그룹으로 나누어 다른 타이밍으로 제어하 도록 하고 있으나, 2개의 그룹에 한정되지 않고, 3 이상의 그룹으로 나누어 제어하 도록 하여도 좋다.

그러나 복수의 모듈(12)에 대하여 동시에 800MHz 이상의 신호를 보내고, 또 받는 것이 필요하게 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 검사를 실행할 수 있는 주파수의 대역내에서 다른 주파수대역의 신호를 사용하도록 하면 좋다. 도 19에 나타내는 예에서는 신호(1)와 신호(2)의 2개의 주파수대역이 다른 신호가 다른 모듈 (12)에 대하여 보내고, 또 받도록 제어되어 있다. 특히 인접하는 모듈(12)에 대해서는 다른 주파수대역의 신호가 보내지고, 또 받도록 제어로 하는 것이 바람직하다. 도 19에 나타내는 예에서는 신호(1)와 신호(2)의 2개의 다른 주파수대역의 신호를 설명하였으나, 3 이상의 신호이어도 좋다. 예를 들면 브루투스라 불리우는 통신기술로 사용되는 반도체집적회로칩에 대해서는 2.40GHz, 2.44GHz, 2.48GHz의 3가지의 주파수대역의 신호를 사용할 수 있다.

여기서 모듈(12)은 도 20에 나타내는 바와 같이 수지몰드되고, 그리고 실드케이스에 의하여 덮여지도록 구성되어 있어도 좋다. 실드케이스는 예를 들면 철계 재료, 연자성체 재료, 도전도료로 구성된다. 특히 연자성체 재료를 채용함으로써 전기적 실드뿐만 아니라, 자기적 실드도 실현할 수 있다. 또 도전도료는 비용면에서 뛰어나 있다. 이와 같은 구성에 의하여 모듈(12)내의 전자부품(121)에 대한 노이즈가 저감되기 때문에 신뢰성이 높은 검사를 실현할 수 있다.

상기한 예에서는 프로브헤드(1)에 모듈(12)을 설치함과 동시에, 복수의 반도체집적회로칩의 검사를 행할 수 있는 예에 대하여 설명하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 즉 프로브헤드(1)에 하나의 모듈(12)을 설치하도록 하여도 좋다. 또 모듈 (12)을 설치하지 않고 측정검사장치(2)와 프로브(13)가 직접 접속된 반도체검사장치에 있어서, 복수의 반도체집적회로칩의 검사를 행할 수 있도록 하여도 좋다.

Claims

전기회로내의 전기소자와 전기적으로 접속되어 전기회로내에 조립되어야 할 반도체집적회로를 상기 전기회로내에 조립되기 전에 검사하기 위한 검사장치에 있어서,

반도체집적회로의 노출된 전기적 단자에 각각 접촉하기 위한 복수의 프로브와;

프로브가 장착되어 검사되어야 할 반도체집적회로에 대하여 상대이동 가능한 가동 프로브헤드와;

프로브를 거쳐 반도체집적회로에 전달되는 검사입력신호를 발생하고, 다시 프로브를 거쳐 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호를 받아 들여 반도체집적회로를 검사하기 위한 측정장치를 가지는 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 전기회로내의 전기소자에 상당하고, 프로브의 적어도 하나와 전기적으로 접속되어 프로브를 거쳐 검사되어야 할 반도체집적회로와 함께 검사용 전기회로를 형성하기 위한 검사용 전기소자를 포함하는 모듈을 가지는 검사장치.
제 2항에 있어서,

프로브와 모듈이 함께 이동하도록 프로브와 모듈이 가동 프로브헤드에 장착되는 검사장치.
제 3항에 있어서,

프로브헤드에 있어서 각 프로브의 적어도 일부와 모듈 사이의 위치관계가 고정되어 있는 검사장치.
제 2항에 있어서,

검사입력신호는 검사용 전기소자를 거쳐 반도체집적회로에 전달되는 검사장치.
제 2항에 있어서,

검사출력신호는 반도체집적회로로부터 검사용 전기소자에 전달되는 검사장치.
제 2항에 있어서,

모듈은 검사용 전기소자에 전기적으로 접속되는 아날로그신호-디지털신호 컨버터를 더 가지는 검사장치.
제 2항에 있어서,

측정장치와 모듈은 동축 케이블로 접속되는 검사장치.
제 2항에 있어서,

프로브는 모듈 표면에 배치되어 모듈을 거쳐 가동 프로브헤드에 장착되는 검사장치.
제 2항에 있어서,

모듈은 투자성과 도전성의 적어도 한쪽을 구비하여 검사용 전기소자를 둘러 싸는 실드부재를 포함하는 검사장치.
제 1항에 있어서,

프로브는 25㎛ 이하의 두께와 0.25mm 이하의 길이의 적어도 한쪽을 가지는 검사장치.
제 1항에 있어서,

프로브는 반도체집적회로의 전기적 단자에 접촉하기 위한 니켈층과, 니켈층과 측정장치를 그것을 거쳐 전기적으로 접속하기 위한 구리층을 가지는 검사장치.
제 1 반도체집적회로와 제 2 반도체집적회로를 각각이 상기 전기회로내에 조립되기 전에 검사하기 위한 청구항 1에 의한 검사장치에 있어서,

복수의 프로브는 제 1 반도체집적회로와 제 2 반도체집적회로의 양쪽의 노출된 전기적 단자에 각각 동시에 접촉 가능한 검사장치.
제 13항에 있어서,

제 1 반도체집적회로에 대한 검사입력신호의 주파수와, 제 2 반도체집적회로에 대한 검사입력신호의 주파수는 상이한 검사장치.
제 13항에 있어서,

제 1 반도체집적회로 측정장치로부터의 검사출력신호의 주파수와, 제 2 반도체집적회로 측정장치로부터의 검사출력신호의 주파수는 상이한 검사장치.
제 13항에 있어서,

측정장치가 제 1 반도체집적회로 측정장치에 대한 검사입력신호를 발생할 때와, 측정장치가 제 2 반도체집적회로 측정장치에 대한 검사입력신호를 발생할 때가 동시에 발생하는 것이 방지되는 검사장치.
제 13항에 있어서,

측정장치가 제 1 반도체집적회로에 대한 검사입력신호를 발생할 때와, 측정장치가 제 2 반도체집적회로로부터의 검사출력신호를 받아 들일 때가 동시에 발생하는 것이 방지되고 있는 검사장치.
전기회로내의 전기소자와 전기적으로 접속되어 전기회로내에 조립되어야 할 반도체집적회로를 상기 전기회로내에 조립되기 전에 검사하기 위한 방법에 있어서,

프로브를 이동시켜 프로브를 반도체집적회로의 노출된 전기적 단자에 접촉시키는 단계와;

프로브를 거쳐 반도체집적회로에 전달되어야 할 검사입력신호를 발생하는 단계와;

프로브를 거쳐 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호를 받아 들여 검사출력신호가 정상인지의 여부를 판단함으로써 반도체집적회로를 검사하는 단계를 가지는 방법.
제 18항에 있어서,

프로브는 검사하여야 할 반도체집적회로와 함께 검사용 전기회로를 형성하기 위한 상기 전기회로내의 전기소자에 상당하는 검사용 전기소자에 전기적으로 접속되어 프로브를 이동시켜 프로브를 반도체집적회로의 노출된 전기적 단자에 접촉시킴으로써 프로브를 거쳐 검사용 전기소자와 반도체집적회로를 전기적으로 접속하여 검사용 전기회로를 형성하는 방법.
제 19항에 있어서,

프로브와 검사용 전기소자를 가동 프로브헤드에 장착한 상태에서 프로브헤드를 이동시켜 프로브를 반도체집적회로의 노출된 전기적 단자에 접촉시키는 방법.
제 19항에 있어서,

검사입력신호는 검사용 전기소자를 거쳐 반도체집적회로에 전달되는 방법.
제 19항에 있어서,

검사출력신호는 반도체집적회로로부터 검사용 전기소자에 전달되는 방법.
제 1 반도체집적회로와 제 2 반도체집적회로를 각각이 상기 전기회로내에 조립되기 이전에 검사하기 위한 청구항 18에 의한 방법에 있어서,

복수의 프로브는 제 1 반도체집적회로와 제 2 반도체집적회로의 양쪽의 노출된 전기적 단자에 각각 동시에 접촉하는 방법.
제 23항에 있어서,

제 1 반도체집적회로에 전달되어야 할 검사입력신호의 주파수와, 제 2 반도체집적회로에 전달되어야 하는 검사입력신호의 주파수는 상이한 방법.
제 23항에 있어서,

제 1 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호의 주파수와, 제 2 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호의 주파수는 상이한 반도체집적회로를 검사하는 단계를 가지는 방법.
제 23항에 있어서,

제 1 반도체집적회로에 전달되는 검사입력신호를 발생할 때와, 제 2 반도체집적회로에 전달되는 검사입력신호를 발생할 때는 동시에 발생하는 것이 방지되고 있는 방법.
제 23항에 있어서,

제 1 반도체집적회로에 전달되는 검사입력신호를 발생할 때와, 제 2 반도체집적회로로부터 전달되는 검사출력신호를 받아 들일 때는 동시에 발생하는 것이 방지되고 있는 방법.