KR20040067794A - 패드를 갖는 반도체장치 - Google Patents

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키무라나오키
스기하라케이지
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가부시끼가이샤 르네사스 테크놀로지
교에이 산교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 패드를 갖는 반도체장치에서는, 패드(1)의 표면에 제1 도전체(1a)와 제2 도전체(1b)가 배치되어 있다. 제1 도전체(1a)는, 제2 도전체(1b)의 경도보다도 높은 경도를 가짐과 동시에 프로브 스타일러스(11)의 경도 이상의 경도를 가지고 있다. 프로브 스타일러스(11)가 패드(1)의 표면에 접촉하여 패드(1)의 표면을 슬라이딩하는 동안에 적어도 1회는 제1 도전체(1a)에 닿도록 제1 도전체(1a)는 패드의 표면에 배치되어 있다. 이것에 의해, 프로브 스타일러스의 청소·연마가 불필요한 패드를 갖는 반도체장치를 제공한다.

Description

패드를 갖는 반도체장치{SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING PAD}
본 발명은, 패드를 갖는 반도체장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 반도체소자의 전기적 특성의 검사 또는 측정시에 단자를 접촉시키기 위한 패드를 갖는 반도체장치에 관한 것이다.
반도체소자의 전기적 특성을 웨이퍼상태로 검사하는데 있어서는, 복수의 프로브 스타일러스(probe stylus)가 배치된 프로브 카드가 사용되고 있다. 이 프로브 카드는, 예를 들면 일본특허공개평 1-128535호 공보에 개시되어 있다.
전기적 특성의 검사시에는, 프로브 카드의 프로브 스타일러스를 상기 패드에 압접함으로써, 반도체소자와 테스터와의 도통을 얻을 수 있다. 프로브 스타일러스는 패드 표면에 대하여 수직이 아니라, 어떤 각도를 갖고 접촉하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 프로브 스타일러스와 패드가 접촉한 후, 웨이퍼를 프로브 카드측으로 더 이동시킴으로써 프로브 스타일러스의 선단이 패드 표면을 슬라이딩한다. 그리고, 적당한 곳에서 웨이퍼의 이동을 멈춤으로써, 프로브 스타일러스의 패드 표면에서의 슬라이딩도 멈춘다.
이 패드는, 통상, 알루미늄을 주성분으로 하고 있기 때문에, 패드의 표면에는 알루미늄 산화물이 존재한다. 프로브 스타일러스는 통상, 알루미늄보다도 딱딱한 텅스텐으로 되어 있다. 이 때문에, 프로브 스타일러스를 패드에 압접할 때에, 프로브 스타일러스의 선단이 패드 표면을 슬라이딩함으로써 패드 표면의 알루미늄 산화물을 절삭한다. 이것에 의해, 내부가 산화되어 있지 않은 알루미늄과 프로브 스타일러스의 선단이 접촉하게 되어, 프로브 스타일러스와 패드가 저저항으로 전기적으로 도통하게 된다.
그러나, 프로브 스타일러스의 선단이 패드 표면의 알루미늄 산화물을 절삭하기 위해, 깎아낸 알루미늄, 알루미늄 산화물 등의 패드 부스러기가 프로브 스타일러스에 부착된다. 이 프로브 스타일러스의 선단에 부착된 패드 부스러기는, 전기적 특성의 검사·측정시에 있어서 전기적 저항이 되어 검사·측정에 악영향을 미치게 한다. 이 때문에, 양산 웨이퍼 테스트에서는, 웨이퍼 교환시나 로트변경시에 프로브 스타일러스의 청소 또는 연마가 정기적으로 행해지고 있고, 웨이퍼 테스트 처리시간의 증대, 연마에 의한 프로브 스타일러스의 선단의 마모, 침 선단 세정시 파손등의 문제점이 있었다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 패드를 갖는 반도체장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서의 패드를 갖는 반도체장치의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서의 패드를 갖는 반도체장치로써 프로브 스타일러스가 패드에 접촉하는 모양을 나타내는 제1 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서의 패드를 갖는 반도체장치로써 프로브 스타일러스가 패드에 접촉하는 모양을 나타내는 제2 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서의 패드를 갖는 반도체장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에서의 패드를 갖는 반도체장치의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4에서의 패드를 갖는 반도체장치의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 5에서의 패드를 갖는 반도체장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 패드 1a : 제1 도전체
1b : 제2 도전체 2 : 하지층
3 : 절연층 4 : 유리코트
4a : 개구 10 : 반도체 웨이퍼
11 : 프로브 스타일러스
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 프로브 스타일러스의 청소·연마가 불필요한 패드를 갖는 반도체장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 패드를 갖는 반도체장치는, 반도체소자의 전기적 특성의 검사 또는 측정시에 단자를 접촉시키기 위한 패드를 갖는 반도체장치에 있어서, 패드의 표면에는, 제1 도전체와 제2 도전체가 배치되어 있다. 제1 도전체는, 제2 도전체의 경도보다도 높은 경도를 가짐과 동시에 단자의 경도 이상의 경도를 가지고 있다. 단자가 패드의 표면에 접촉하여 패드 표면을 슬라이딩하는 동안에 적어도 1회는 제1 도전체에 닿도록 제1 도전체는 패드의 표면에 배치되어 있다.
본 발명의 패드를 갖는 반도체장치에 의하면, 제 반도체에 닿게 함으로써, 단자의 선단에 부착된 패드 부스러기가 제거되므로, 웨이퍼 교환시나 로트변경시에 단자의 청소·연마를 정기적으로 행할 필요가 없어진다. 또한, 청소·연마에 걸리는 웨이퍼 테스트 처리시간을 삭감할 수 있어, 연마에 의한 단자의 선단의 마모나 연마작업에 의한 단자의 파손 등을 방지할 수 있다.
[발명의 실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 근거하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시예의 반도체장치(예를 들면 반도체 웨이퍼)(10)는, 패드(1)와, 하지층(2)과, 절연층(3)과, 유리코트(4)를 가지고 있다.
패드(1)는, 반도체 웨이퍼(10) 내에 형성된 반도체소자에 전기적으로 접속되어 있고, 하지층(2) 상에 배치되어 있다. 하지층(2)은, 예를 들면 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 등의 절연재료로 이루어져 있다. 또한, 패드(1)의 주위에는, 절연층(3)이 형성되어 있다. 유리코트(4)는, 절연성의 재질로 이루어져 있고, 반도체 웨이퍼(10)의 표면에 형성되어 있다. 이 유리코트에는 개구(4a)가 형성되어 있으며, 그 개구(4a)에서 패드(1)의 일부 표면이 노출되어 있다.
패드(1)는, 반도체소자의 전기적 특성의 검사 또는 측정시에 프로브 스타일러스(단자)(11)가 압접되는 부분이다. 이 패드(1)의 표면에는, 제1 도전체(1a)와 제2 도전체(1b)가 배치되어 있다. 제1 도전체(1a)는, 제2 도전체(1b)의 경도보다도 높은 경도를 가짐과 동시에, 프로브 스타일러스(11)의 경도 이상의 경도를 가지고 있다.]
제1 도전체(1a)는, 예를 들면 텅스텐(W), 텅스텐 합금, 티타늄(Ti) 합금, 레늄(Re), 니켈(Ni) 및 니켈합금 중 어느 하나, 또는 그것들의 임의의 조합의 재질로 이루어져 있다. 이와 같이 재질을 적절히 선택할 수 있다. 이때, 이 제1 도전체(1a)는, 프로브 스타일러스(11)와 동일성분의 재질(예를 들면 텅스텐)로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 또한, 제2 도전체(1b)는, 예를 들면 알루미늄(A1) 등의 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어져 있다.
제1 도전체(1a)는, 프로브 스타일러스(11)가 패드(1)의 표면에 접촉하여 패드(1)의 표면을 슬라이딩하는 동안에 적어도 1회는 제1 도전체(1a)에 닿도록 패드(1)의 표면에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 패드(1)는, 제2 도전체(1b)를 주체로서 구성되어 있고, 또한 제2 도전체(1b)의 표면에서 제1 도전체(1a)가 어레이형으로 배치되어 있다.
이 제1 도전체(1a)는, 제2 도전체(1b)의 표면에 설치된 홀에 매립되어 있고, 제1 도전체(1a)의 표면과 제2 도전체(1b)의 표면과는 거의 동일한 높이로 되어 있다. 또한, 패드(1)의 표면에서 노출되어 있는 제1 도전체(1a)의 각 치수는 프로브 스타일러스(11)의 선단 지름에 대하여 충분히 작다.
이때, 본 명세서에서 어레이형이란, 제1 도전체(1a)가 패드(1)의 표면에서 행렬형으로 규칙적으로 올바르게 배열되어 있는 것을 의미한다.
다음에, 프로브 스타일러스가 패드에 접촉하는 모양에 대하여 설명한다.
도 3을 참조하여, 프로브 스타일러스(11)와 패드(1)를 도통시키기 위해, 반도체 웨이퍼(10)가 수직선(1c)(반도체 웨이퍼(10)의 주표면에 대하여 수직인 가상선)에 따라 도면 중 위쪽 방향으로 이동된다. 이것에 의해, 프로브 스타일러스(11)와 패드(1)가 A점에서 최초로 접촉한다. 이 후, 통상, 프로브 스타일러스(11)와 패드(1)와의 접촉불량을 없애기 위해, 또한 반도체 웨이퍼(10)가 수직선(1c)에 따라 도면 중 위쪽 방향으로 이동된다.
프로브 스타일러스(11)는 충분히 길고, 또한 패드(1)의 표면에 각도를 이루어(수직선(1c)에 대하여 각도 θ를 이룸) 접촉한다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(10)의 이동에 의해, 프로브 스타일러스(11)는 휘어지면서, 도 4의 B점까지 패드(1)의 표면 상을 슬라이딩해 간다. 이때, 프로브 스타일러스(11)는 제2 도전체(1b) 표면의 예를 들면 알루미늄 산화물을 절삭하면서 슬라이딩해 가고, 프로브 스타일러스(11)의 선단에는 알루미늄 산화물 등의 패드 부스러기가 부착된다. 그러나, 프로브 스타일러스(11)가 패드(1)의 표면을 슬라이딩하는 동안에 적어도 1회는 제1 도전체(1a)에 닿도록 제1 도전체(1a)가 배치되어 있고, 또한 제1 도전체(1a)가 프로브 스타일러스(11)의 경도 이상의 경도를 가지고 있다. 이 때문에, 제1 도전체(1a)에 닿음으로써, 프로브 스타일러스(11)의 선단에 부착된 패드 부스러기가 제거된다. 이것에 의해, 프로브 스타일러스(11)와 패드(1)가 저저항으로 접촉하여, 도통상태가 된다.
이때, 프로브 스타일러스(11)의 패드(1) 표면 상에서의 슬라이딩 양은, 기울기 각 θ, 프로브 스타일러스(11)의 길이 등에 의해 조정 가능하지만, 일반적으로는 30∼50um이다. 이 경우에는, 제1 도전체(1a) 사이의 간격 W는 예를 들면 20um 이하이면 된다.
본 실시예에 의하면, 프로브 스타일러스(11)가 제1 도전체(1a)에 닿음으로써, 프로브 스타일러스(11)의 선단에 부착된 패드 부스러기가 제거되므로, 웨이퍼 교환시나 로트변경시에 프로브 스타일러스(11)의 청소·연마를 정기적으로 행할 필요가 없어진다. 또한, 청소·연마에 걸리는 웨이퍼 테스트 처리시간을 삭감할 수 있어, 연마에 의한 프로브 스타일러스(11)의 선단의 마모나 연마작업에 의한 프로브 스타일러스(11)의 파손 등을 방지할 수 있다.
(실시예 2)
도 5를 참조하여, 본 실시예에서의 반도체장치의 구성은, 제1 도전체(1a)가 패드(1)의 하면에까지 도달하고 있는 점에서, 상기한 실시예 1에서의 구성과 다르다.
이것 이외의 구성에 대해서는 전술한 실시예 1의 구성과 거의 동일하므로, 동일한 구성요건에 대해서는 동일한 부호를 부착하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서도, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 3)
도 6을 참조하여, 본 실시예에서의 반도체장치의 구성은, 제1 도전체(1a)가 패드(1)의 표면에서 슬릿형으로 배치되어 있는 점에서, 상기한 실시예 1에서의 구성과 다르다.
이때, 본 명세서에서 슬릿형이란, 제1 도전체(1a)가 패드(1)의 표면에서 좁은 길이의 직사각형으로 배열되어 있는 것을 의미한다. 여기서, 제1 도전체(1a)의 폭 L은, 프로브 스타일러스(11)의 슬라이딩 양의 1/2 이하이다.
이것 이외의 구성에 대해서는 전술한 실시예 1의 구성과 거의 동일하므로, 동일한 구성요건에 대해서는 동일한 부호를 부착하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서도, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4)
도 7을 참조하여, 본 실시예에서의 반도체장치의 구성은, 제1 도전체(1a)가 패드(1)의 표면 전체면에서 랜덤하게 분산하여 배치되어 있는 점에서, 상기한 실시예 1에서의 구성과 다르다.
이것 이외의 구성에 대해서는 전술한 실시예 l의 구성과 거의 동일하므로, 동일한 구성요건에 대해서는 동일한 부호를 부착하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서도, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 5)
도 8을 참조하여, 본 실시예에서의 반도체장치의 구성은, 패드(1)가, 제1 도전체(1a)를 주체로서 구성되어 있고, 또한 제1 도전체(1a)의 표면에서 제2 도전체(1b)가 배치되어 있는 점에서, 상기한 실시예 1에서의 구성과 다르다.
이 구성에서도 제1 도전체(1a)는, 프로브 스타일러스(11)가 패드(1)의 표면에 접촉하여 패드(1)의 표면을 슬라이딩하는 동안에 적어도 1회는 제1 도전체(1a)에 닿도록 패드(1)의 표면에 배치되어 있다. 제2 도전체(1b)는, 상기한 어레이형, 슬릿형, 또는 랜덤하게 분산되어 배치되어 있어도 된다.
이것 이외의 구성에 대해서는 전술한 실시예 1의 구성과 거의 동일하므로, 동일한 구성요건에 대해서는 동일한 부호를 부착하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서도, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이번 개시된 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니고 특허청구의 범위에 의해서 표시되고, 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
본 발명의 패드를 갖는 반도체장치에 의하면, 제1 도전체에 닿음으로써, 단자의 선단에 부착된 패드 부스러기가 제거되므로, 웨이퍼 교환시나 로트변경시에 단자의 청소, 연마를 정기적으로 행할 필요가 없어진다. 또한, 청소·연마에 걸리는 웨이퍼 테스트 처리시간을 삭감할 수 있어, 연마에 의한 단자의 선단의 마모나 연마작업에 의한 단자의 파손 등을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 반도체소자의 전기적 특성의 검사 또는 측정시에 단자(11)를 접촉시키기 위한 패드(1)를 갖는 반도체장치에 있어서,
    상기 패드(1)의 표면에는, 제1 도전체(1a)와 제2 도전체(1b)가 배치되어 있고,
    상기 제1 도전체(1a)는, 상기 제2 도전체(1b)의 경도보다도 높은 경도를 가짐과 동시에 상기 단자(11)의 경도 이상의 경도를 가지며,
    상기 단자(11)가 상기 패드(1)의 표면에 접촉하여 상기 패드(1) 표면을 슬라이딩하는 동안에 적어도 1회는 상기 제1 도전체(1a)에 닿도록 상기 제1 도전체(1a)는 상기 패드(1)의 표면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 패드를 갖는 반도체장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도전체(1a)는, 상기 패드(1) 표면에 어레이형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 패드를 갖는 반도체장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도전체(1a)는, 상기 패드(1) 표면에 슬릿형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 패드를 갖는 반도체장치.
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