TW200419689A - Method of testing semiconductor device - Google Patents

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200419689 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於半導體元件之測試方法，特別有關 在半導體裝置之製造步驟之組合步驟之前進行之半導體 件之測試方法。 【先前技術】 先前技術之半導體元件之電特性之測試大致分成2次 行。首先，在半導體晶圓之狀態時，對被切片線包圍之 一個區域進行被稱為晶圓測試之第1次之測試。沿著該 片線切斷半導體晶圓，用來從半導體晶圓取出多個半導 晶片。只有晶圓測試之結果被認為良品之半導體晶片才 轉送到後續之組合步驟。然後，在經由組合步驟後之最 製品之狀態，進行被稱為最終測試之第2次之測試。 另外其他之先前技術有在日本專利特開平 6 - 5 6 6 8號 報揭示之半導體晶片之製造方法，從晶圓中只選出良品 半導體晶片。另外，在曰本專利特開平7 - 7 4 1 3 1號公報 示有切片裝置和半導體晶片之加工方法，可以很容易從 度變薄之晶圓中取出半導體晶片。 【發明内容】 經由進行上述之晶圓測試，假如能夠完成保證最終製 之品質時，於組合步驟之後只進行簡單之測試就可以使 品出貨。 但是’在先如技術之晶圓測試是在分離成為半導體晶 前之半導體晶圓之狀態，測試半導體元件之電特性。因1« 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 於 元 進 每 切 體 被 終 公 之 揭 厚 品 製 片 5 200419689 在最終製品’被分離成為每一個半導體晶片之半導體元 件，在晶圓測試之階段成為實質上連接之狀態，不能除去 發生在半導體晶片間之電影響，藉以進行測試。因此，在 晶圓測試之階段，會發生不能測試最終製品欲實現之電特 性之問題，該問題隨著近年來之IC(Integrated Circuit) 圖案之微細化和高性能化而越發嚴重。 另外，為著使進行晶圓測試之半導體元件之電特性更接 近最終製品，所以考慮在從半導體晶圓取出半導體晶片後 再進行測試之方法。在此種情況，可以在分離成為各個半 導體晶片之狀態，對半導體元件進行測試。但是，要對每 一個半導體晶片進行晶圓測試時，必需將各個半導體晶片 定位在測試用之保持具，和需要有在測試後從保持具取出 半導體晶片之裝置。此種裝置被要求具有很高之定位精確 度，因為裝置之數目變大，所以需要高額之設備投資。由 於該等理由，如先前技術所說明之方式，目前之現狀是在 半導體晶圓之階段進行晶圓測試，和對最終製品進行最終 測試。 最終測試是找出組合步驟之不良所不可缺少者。但是， 對於不是由於組合步驟進行處理而發生，而是在晶圓測試 步驟未發現之不良品，會有在最終測試之階段才找出之情 況。在此種情況，組合步驟以後之步驟，對不良品進行之 作業全部成為白費。因此，半導體裝置之製造成本會增大， 產生經營上之大問題。 另外，在近年來增加有 MCP(Multi Chip Package)，將 6 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 多個半導體晶片裝入在同一個封裝内的進行組合。裝入到 MCP之多個半導體晶片中之一個，在最終測試之階段被判 定為不良品之情況時，裝入到MCP之其他之半導體晶片成 為浪費。依照此種構成，在組合步驟附加在製品之附加價 值會有增大之傾向，但是由於在晶圓測試未找出不良品所 造成之損害變大。 另外，在上述之MCP需要將多個半導體晶片裝入到同一 個封裝，成為在厚度方向重疊。因此，必需在組合步驟之 前進行研磨步驟，用來使半導體晶片之厚度比先前技術者 薄。但是，在晶圓測試之前對半導體晶圓之背面進行研磨 時，半導體晶圓之剛性會降低。因此，在進行晶圓測試時， 會發生半導體晶圓不能耐測試裝置之探針之針壓之問題。 因此，在目前之現況是首先進行晶圓測試，然後再進行 研磨步驟。在此種情況，以與最終製品之厚度不同之厚度 之狀態，進行晶圓測試，所以同樣的會發生不能測試最終 製品所欲實現之電特性之問題。 因此，本發明之目的是提供半導體元件之測試方法，用 來解決上述之問題，在組合步驟之前進行，可以以良好之 精確度進行電特性之測試。 本發明之半導體元件之測試方法包含有以下步驟：將形 成有半導體元件之半導體晶圓定位在片狀構件之表面上； 經由切斷半導體晶圓，用來將表面上之半導體晶圓分離成 為多個半導體晶片；和在多個半導體晶片被定位在表面上 之狀態，對形成在多個半導體晶片之各個的半導體元件之 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 7 200419689 電特性進行測試。 本發明之上述和其他之目的、特徵、態樣和優點， 配合下面附圖及如下詳細說明當可明白本發明。 【實施方式】 下面將參照圖式用來說明本發明之實施形態。 (實施形態1 ) 下面將說明在組合步驟（將從半導體晶圓取出之半 晶片裝載在封裝之步驟）之前所進行之半導體元件之 方法。 參照圖 1，經由進行指定之製造步驟，用來在由矽 成之半導體晶圓10上形成半導體元件20。 圖2是使圖1所示之半導體晶圓10之表面10a之一 擴大之平面圖。參照圖2，在形成有半導體元件2 0之 體晶圓1 0之表面1 0 a，形成切片線2 6藉以在後續之 步驟，利用切片鋸將其切斷。利用切片步驟從半導體 1 0取出多個半導體晶片。在被切片線2 6包圍之區域 成有用來構成該多個半導體晶片之各個的半導體 2 0。在半導體晶圓1 0之表面1 0 a形成有多個電極2 5 然後，將半導體晶圓1 0設定在研磨裝置，對半導體 1 0之背面1 0 b進行研磨。背面1 0 b是位於形成有半導 件2 0之表面1 0 a之相反側之面。例如，在半導體晶 是具有厚度7 2 5 μ m之8吋晶圓之情況時，利用該研磨 導體晶圓1 0之厚度變薄1 0 0 // m至1 5 0 /z m之程度。利 種構成可以使從半導體晶圓1 0取出之半導體晶片之 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 經由 導體 測試 等構 部份 半導 切片 晶圓 ，形 元件 〇 晶圓 體元 圓10 使半 用此 高度 8 200419689 變小0 參照圖3，將半導體晶圓1 0黏貼在測試用夾具1之表面 1 a上。這時將半導體晶圓1 0定位成使半導體晶圓1 0之背 面1 0 b和測試用夾具1之表面1 a互相面對。 圖4是沿著圖3中之IV - IV線之剖面圖。參照圖3和圖 4，測試用夾具1之構成包含有片狀之切片板2和環狀之保 持具3。保持具3沿著切片板2之周緣延伸。保持具3之 内周部份3 m之形狀被決定成為使測試用夾具1在後續之步 驟，可以裝卸到被設定之測試裝置。切片板2利用接著劑 黏著在保持具3。 切片板2由氣乙烯或與其同類之軟質之合成樹脂形成。 切片板 2具有 100//m程度之厚度。保持具 3由不銹鋼 (SUS ； J I S名稱）形成。保持具3亦可以由其他之金屬或具 有某種程度之剛性之合成樹脂形成。 另外，在本實施形態中，構成測試用夾具1之構件是使 用切片板2和保持具3，但是並不只限於該等。例如，代 替切片板者，亦可以使用由具有剛性之板狀構件形成之保 持具。另外，亦可以構建成為使此種板狀構件和保持具成 為一體之測試用夾具。 在圖6中描繪有與沿著圖5中之V I - V I線之剖面相當之 形狀。 參照圖5和圖6，測試用夾具4 0由片狀之切片板41和 保持具4 2構成。保持具4 2具有正方形形狀。在保持具4 2 之中央部形成有被保持具4 2之内周部份4 2 m規定之圓形之 9 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 開口。保持具4 2之内周部份4 2 in之形狀被決定成為使測試 用夾具1在後續之步驟，可以裝卸到被設定之測試裝置。 切片板4 1利用接著劑黏著在保持具4 2。 在圖8中描繪有與沿著圖7中之V I I I - V I I I線之剖面相 當之形狀。 參照圖7和圖8，測試用夾具5 0之構成包含有：片狀之 切片板5 1 ;環狀之保持具5 3 ;和保持具5 2，形成比環狀 之保持具5 3小一圈。保持具5 2之内周部份5 2 m之形狀被 決定成為使測試用夾具5 0在後續之步驟，可以裝卸到被設 定之測試裝置。經由將保持具5 3之内周部份5 3 m嵌合在保 持具5 2之外周部份5 2 η，用來使保持具5 3和5 2形成一體。 經由將切片板5 1包夾在外周部份5 2 η和内周部份5 3 m之 間，用來將其固定在保持具52之一方之端面。 參照圖9，圖中擴大的顯示被定位在測試用夾具1之半 導體晶圓1 0之一部份。將定位有半導體晶圓1 0之測試用 夾具1設定在切片裝置。使切片裝置之切片鋸旋轉，沿著 切片線2 6切斷半導體晶圓1 0。 圖1 0是沿著圖.9中之X - X線之剖面圖，參照圖9和圖 1 0，利用半導體晶圓1 0之切斷，用來在測試用夾具1之表 面1 a上形成多個半導體晶片2 8。多個半導體晶片2 8之各 個利用切斷後之切片線2 6 m被實質上的分離。另外，因為 切片板 2是由絕緣性材料形成，所以多個半導體晶片 28 之各個亦被電隔離。 參照圖1 1，圖中表示用以測試半導體元件之電特性之裝 10 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 置之探測器3 0。探測器3 0具備有：測試器本體3 1 ;測試頭 3 2，電連接在測試器本體3 1 ;探測器本體3 3，被設在測試 頭3 2之下方；和測試台3 5，被設在探測器本體3 3之頂面 側。在測試台3 5設定被定位在測試用夾具1之半導體晶片 2 8。探測器3 0更具備有探針3 4，被設在測試頭3 2成為面 對半導體晶片2 8。 圖1 2是剖面圖，用來擴大的顯示圖1 1中之探針3 4，和 設定有半導體晶片2 8之測試台3 5。參照圖1 2，探針3 4 形成針狀，接觸在形成於半導體晶片2 8之電極2 5 (參照圖 9 )，用來使測試器本體3 1和半導體晶片2 8成為電的導通。 測試用夾具1，經由使保持具3之内周部份3 m嵌合在測 試台3 5之外周部份，成為被保持在測試台3 5。另外，經 由調整保持具3之内周部份3m之直徑使此種保持成為可 能。 在先前技術中，當利用探測器進行半導體晶圓之測試之 情況時，經由在測試台形成吸引用之孔，用來直接吸引半 導體晶圓。但是，在形成有吸引用之孔之場所，有時探針 要接觸在位於吸引用之孔之正上方之電極。在此種情況， 因為半導體晶圓之厚度變薄，所以半導體晶圓不能耐探針 之針壓。但是，在本實施形態中，因為不需要進行吸引就 可以保持測試用夾具1，所以可以解決此種問題。 參照圖1 1和圖1 2，使用探測器3 0測試形成在半導體晶 片2 8之半導體元件2 0之電特性。利用該測試用來確認形 成在多個半導體晶片28之各個之半導體元件20，是否實 201 312/發明說明書(補件)/92· 12/92125443 11 200419689 現本來應用之動作和性能。利用此種構成用來判斷半導體 晶片28是否良好。 將測試之結果傳送到後續之組合步驟，例如，將多個半 導體晶片2 8之各個是否良好之信息和測試用夾具1上之座 標位置，作為電子資訊的一起發送到組合裝置。另外，亦 可以在被認為不良之半導體晶片2 8，附加用以表示不良之 可以以視覺辨識之標記。 然後，使定位有半導體晶片2 8之測試用夾具1移動到組 合步驟。在組合步驟只拾取被認為良品之半導體晶片 28 和進行組合。 依照本發明之實施形態1之半導體元件 2 0之測試方法 時，所具備之步驟包含有：將形成有半導體元件2 0之半導 體晶圓1 0，定位在成為片狀構件之測試用夾具1之表面1 a 上；經由切斷半導體晶圓1 0，在表面1 a上使半導體晶圓 1 0分離成為多個半導體晶片 2 8 ;和在將多個半導體晶片 2 8定位在表面1 a上之狀態，測試形成在多個半導體晶片 2 8之各個的半導體元件2 0之電特性。 測試半導體元件 20 之電特性之步驟更包含有設定步 驟，用來將測試用夾具 1設定在用以測試半導體元件 20 之電特性之裝置之探測器3 0。測試用夾具1被設置成可以 自由裝卸在探測器3 0。 半導體元件2 0之測試方法在半導體晶圓1 0之定位步驟 之前，更具備有研磨步驟用來研磨半導體晶圓 1 0之背面 1 0 b。半導體晶圓 1 0之定位步驟包含有將半導體晶圓 10 12 312/發明說明書(補件)/924 2/92125443 200419689 定位在測試用夾具1之表面1 a上之步驟，用來使測試 具1之表面1 a和半導體晶圓1 0之背面1 0 b成為互相i 依照此種構成之半導體元件2 0之測試方法時，在利 測器3 0測試半導體元件2 0時，使半導體元件2 0形成 最終製品形態之形態。亦即，被探測器3 0測試後之半 元件 2 0形成在切斷半導體晶圓 1 0所取出之半導體 2 8。另外，半導體晶片2 8之背面，在半導體晶圓1 0 段被研磨，使半導體晶片2 8之厚度變薄至最終製品之 厚度。因此，在接近最終製品所欲實現之電特性之狀 可以測試半導體元件2 0之電特性。利用此種構成，可 幅的提高測試之可靠度，可以更確實的篩選不良之半 晶片28。另外’在將多個半導體晶片28封裝成為1 成為MCP之情況時，可以防止不良之半導體晶片28 入，可以使製造成本成為極小。 另外，在半導體元件20之測試時，半導體晶片28 被定位在測試用夾具1之表面1 a之狀態。因此，可以 測試時之半導體晶片2 8之剛性。利用此種構成，即使 變薄之半導體晶片2 8之剛性很小時，半導體晶片2 8 以耐探針3 4之針壓。另外，當被定位在測試用夾具1 段，半導體元件2 0成為尚未被分離之半導體晶圓1 0 態。因此，不需要將多個半導體晶片2 8定位在測試用 1之麻煩’可以很容易的進行半導體元件2 0之測試。 (實施形態2 ) 本發明之實施形態2之半導體元件之測試方法，當 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 用夾 i對。 用探 接近 導體 晶片 之階 正常 態， 以大 導體 個， 之裝 成為 提面 厚度 亦可 之階 之狀 夾具 與實 13 200419689 施形態1之半導體元件之測試方法進行比較時，其不同 進行切片步驟之時序。下面將與實施形態1重複之步驟 說明加以省略。 在圖3和圖4所示之步驟中，當將半導體晶圓1 0定位 測試用夾具1之表面1 a之後，依照圖1 1和圖1 2所示之 驟，進行形成在半導體晶圓1 0之半導體元件2 0之電特 之測試。然後，依照圖9和圖1 0所示之步驟，在指定之 置切斷半導體晶圓1 〇，從半導體晶圓1 〇取出多個半導 晶片28。 本發明之實施形態2之半導體元件2 0之測試方法所具 之步驟包含有：研磨步驟，用來研磨形成有半導體元件 之半導體晶圓1 0之背面1 0 b ;定位步驟，將半導體晶圓 定位在成為片狀構件之測試用夾具1之表面1 a上，使表 1 a和半導體晶圓1 0之背面1 0 b形成互相面對；和測試 驟，在將半導體晶圓1 0定位在表面1 a上之狀態，用來 試形成在半導體晶圓1 0之半導體元件2 0之電特性。 依照此種構成之半導體元件2 0之測試方法時，在利用 測器3 0測試半導體元件2 0時，使被設定在探測器3 0之 導體晶圓1 0之厚度變薄至最終製品之正常之厚度。因此 可以在接近最終製品所欲實現之電特性之狀態，測試半 體元件2 0之電特性。可以更確實的排除從（半導體元件 被判定為不良之）半導體晶圓1 0之位置，取出半導體晶 28 〇 另外，與實施形態1所記載之效果同樣的，因為半導 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 是 之 在 步 性 位 體 備 20 10 面 步 測 探 半 導 20 片 體 14 200419689 晶圓1 0在測試時成為被定位在測試用夾具1之狀態，所以 可以耐探針3 4之針壓而進行半導體元件2 0之測試。另外， 不需要將多個半導體晶片2 8定位在測試用夾具1之麻煩， 可以很容易進行半導體元件2 0之測試。 (實施形態3 ) 本發明之實施形態3之半導體元件之測試方法是在圖1 和圖2所示之步驟中，在半導體晶圓1 0形成半導體元件 2 0之後，不進行半導體晶圓1 0之研磨。其次，在圖3和 圖 4所示之步驟，將半導體晶圓1 0貼合在測試用夾具1 之表面1 a。其次，在圖1 1和圖1 2所示之步驟，將測試用 夾具1設定在探測器3 0之測試台3 5。然後，測試形成在 半導體晶圓1 0之半導體元件2 0之電特性。 本發明之實施形態3之半導體元件2 0之測試方法具備有： 接著步驟，用來使形成有半導體元件20之半導體晶圓10， 接著在成為片狀構件之測試用夾具1之表面1 a上，成為表 面1 a和半導體晶圓1 0之背面互相面對；和測試步驟，將 測試用夾具1設定在用以測試半導體元件2 0之電特性之裝 置之探測器3 0，藉以測試形成在半導體晶圓1 0之半導體 元件2 0之電特性。 依照此種構成之半導體元件2 0之測試方法時，將半導體 晶圓1 0貼合在測試用夾具1，以此種狀態將測試用夾具1 設定在探測器3 0，藉以進行半導體元件2 0之電特性之測 試。因此，不需要先前技術之在探測器設置真空配管用以 真空吸著半導體晶圓。探測器之測試台部份，在裝載有半 15 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 導體晶圓之狀態，以 x - γ (平面移動）-0 (旋轉移動）之間 距，頻繁的重複進行傳送動作。因此，被設在測試台之真 空配管容易發生故障。但是，利用本實施形態之半導體元 件2 0之測試方法可以解決此種問題。 另外，在實施形態1至3中，半導體元件2 0之電特性之 測試亦可以在預燒試驗等之環境試驗進行。預燒試驗稱為 加速試驗，在溫度或壓力等方面利用比實際使用之條件更 嚴格之條件，使電路動作數小時。先前技術之預燒試驗是 以經由組合步驟後之最終製品之形狀進行，但是近年來是 在組合步驟前之階段進行。 如以上之說明，依照本發明時，可以提供半導體元件之 測試方法，在組合步驟之前，可以良好之精確度進行電特 性之測試。 上面已經詳細的說明本發明，但是當可明白及理解該等 只作舉例之用而不用來限制本發明，而本發明之精神和範 圍只由所附之申請專利範圍限制。 【圖式簡單說明】 圖1是斜視圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第1步驟。 圖2是平面圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第1步驟。 圖3是斜視圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第2步驟。 圖4是剖面圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 16 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 元件之測試方法之第2步驟。 圖5是平面圖，用來表示圖3和圖4所示之保持具之變 化例。 圖6是剖面圖，用來說明圖5中之保持具之構造。 圖7是平面圖，用來表示圖3和圖4所示之保持具之另 一變化例。 圖8是剖面圖，用來說明圖7中之保持具之構造。 圖9是平面圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第3步驟。 圖1 0是剖面圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第3步驟。 圖1 1是側面圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第4步驟。 圖1 2是剖面圖，用來表示本發明之實施形態1之半導體 元件之測試方法之第4步驟。 (元件符號之說明） 1 測試用夾具 la 表面 2 切片板 3 保持具 3 m 内周部份 10 半導體晶圓 10a 表面 1 Ob 背面 17 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 20 半 導 體 元 件 25 電 極 26 切 片 線 2 6m 切 片 線 28 半 導 體 晶 片 30 探 測 器 3 1 測 試 器 本 體 32 測 試 頭 33 探 測 器 本 體 34 探 針 35 測 試 台 41 切 片 板 42 保 持 具 42m 内 周 部 份 50 測 試 用 夾 具 51 切 片 板 52 > 53 環 狀 保 持 具 52m、 53m 内 周 部 份 52η 外 周 部 份 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443

Claims (1)

1. 200419689 拾、申請專利範圍： 1. 一種半導體元件之測試方法，其特徵是包含有以下步 驟： 將形成有半導體元件之半導體晶圓定位在片狀構件之表 面上 ； 經由切斷上述半導體晶圓，用來將上述表面上之上述半 導體晶圓分離成為多個半導體晶片；和 在上述多個半導體晶片被定位在上述表面上之狀態，對 形成在上述多個半導體晶片之各個的上述半導體元件之電 特性進行測試。 2 .如申請專利範圍第1項之半導體元件之測試方法，其 中，對上述半導體元件之電特性進行測試之步驟包含有設 定步驟，以將上述片狀構件設定在用以測試上述半導體元 件之電特性之裝置，而上述片狀構件被設置成對上述裝置 可自由裝卸。 3 .如申請專利範圍第1項之半導體元件之測試方法，其 中，在將上述半導體晶圓定位之步驟前，更具備有研磨步 驟用來研磨上述半導體晶圓之背面，將上述半導體晶圓定 位之步驟包含有將上述半導體晶圓定位在上述片狀構件之 表面上之步驟，用來使上述片狀構件之表面和上述半導體 晶圓之背面成為互相面對。 4. 一種半導體元件之測試方法，其特徵是包含有步驟： 對形成有半導體元件之半導體晶圓之背面進行研磨； 將上述半導體晶圓定位在片狀構件之表面上，使上述表 19 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443 200419689 面和上述半導體晶圓之背面成為互相面對；和 在上述半導體晶圓被定位在上述表面上之狀態，對形成 在上述半導體晶圓之上述半導體元件之電特性進行測試。 5 . —種半導體元件之測試方法，其特徵是包含有步驟： 使形成有半導體元件之半導體晶圓接著在片狀構件之表 面上，成為使上述表面和上述半導體晶圓之背面互相面 對；和 將上述片狀構件設定在用以測試上述半導體元件之電特 性之裝置上，用來測試形成在上述半導體晶圓之上述半導 體元件之電特性。 20 312/發明說明書(補件)/92-12/92125443