JPH05142296A - 半導体素子検査方法及び半導体素子検査装置 - Google Patents

半導体素子検査方法及び半導体素子検査装置

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JPH05142296A
JPH05142296A JP25826891A JP25826891A JPH05142296A JP H05142296 A JPH05142296 A JP H05142296A JP 25826891 A JP25826891 A JP 25826891A JP 25826891 A JP25826891 A JP 25826891A JP H05142296 A JPH05142296 A JP H05142296A
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JP
Japan
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wafer
probe
pad
electromagnetic wave
tip
Prior art date
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JP25826891A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Takagi
啓行 高木
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INTER TEC KK
Original Assignee
INTER TEC KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリップチップをウエハーレベルで検査する
に際し、各プローブ針の先端と各パッドとの位置合わせ
を、簡単な作業で正確に行えるようにする。 【構成】 ウエハーWの裏面側からウエハーWを透過可
能な赤外光を照射すると共に、その反射光によってパッ
ド22とプローブ針3の先端との位置を把握する。この
際、ウエハーWには、各パッド22よりも小面積のマー
カ23を各パッド22と同一状態に配置して成るダミー
チップ20を設けておき、上記位置把握を容易化する。

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検査方法及
び半導体素子検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にプローブカード又はプローブ組立
体と称されるテストプローブ装置を用い、ウエハー上の
集積回路(チップ)に配列されたパッド(電極)をテス
タに接続し、チップの検査を行う場合、各パッドに対応
するプローブ針と各パッドとの位置合せを行う必要があ
る。
【0003】従来この作業は、作業者が顕微鏡を用い、
ウエハーを固定しているチャック台とプローブ針との相
対位置を手動にて調整し、全てのプローブ針の先端が対
応するパッド内の適当な位置に位置するようにしてい
る。
【0004】ところで格子状に多数配列されたパッド上
にバンプの形成されたフリップチップと称される集積回
路においては、これをパッケージに封入せずに、直接ボ
ードに表面実装して回路を構成することが多く、この場
合には、ボードの歩留りを確保するため、ウエハーレベ
ルでチップを検査することが重要となる。ところがこの
ようなフリップチップのテストプローブ装置による検査
においては、テスト時に、プローブ針の接触端の観察が
不可能であるため、上記顕微鏡を用いたテスト作業は採
用し得ない。
【0005】そこで例えば特開昭61−228638号
公報においては、ウエハー上のチップにプローブカード
による針跡を形成し、この針跡とパッドとの位置関係を
TVカメラで把握すると共に、これを画像処理すること
によって必要な移動量を算出し、プローブカードとウエ
ハーとの相対位置を自動調整する検査方法が提案されて
いる。
【0006】また特公昭62−53943号公報におい
ては、テストプローブ装置において、実際のプローブ針
の配置位置から既知の距離だけ離れた位置に、位置合せ
マークを設けた観察窓を設けておき、このマークを利用
してパッドの位置合せを行うと共に、上記既知の距離だ
けチャック台を移動させることで各プローブ針とパッド
との位置合せを行う検査方法が提案されている。
【0007】なおこれら両方法においては、プローブ針
とパッドとの位置合せを行った後、ウエハー上にパター
ン化されているチップのピッチ分だけチャック台を、順
次移動させることにより、一枚のウエハー上に多数配置
された全てのチップの検査を行うようなされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで前者の検査方
法にあっては、各プローブとパッドとの概略の位置合せ
を、上記方法の実施前に、手動操作等の何等かの方法で
予め行っておく必要があり、その準備作業に手数を要す
るという欠点がある。
【0009】また後者の検査方法にあっては、プローブ
針を直接的に観察する訳ではないので、プローブ針の
歪、あるいはプローブ針の配置誤差が原因となって、マ
ーカの配置と各プローブ針の実際の配置との間に誤差が
生じているときには、正確な位置合せが不可能になると
いう欠点がある。
【0010】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、簡単な作業でも
って、しかも正確に各プローブ針の先端と各パッドとの
位置合わせを行うことが可能な半導体素子検査方法及び
半導体素子検査装置を提供することにある。
【0011】そこで請求項1の半導体素子検査方法は、
複数のプローブ針を備えたテストプローブ装置の各プロ
ーブ針の先端を、ウエハーの表面側に配列された複数の
パッドに接触させる半導体素子検査方法において、上記
ウエハーを透過可能な検出用電磁波を上記ウエハーの裏
面側から照射すると共に、上記ウエハーを載置するチャ
ック台においては、少なくとも上記プローブ針の配置面
積に相当する部分を上記電磁波が透過可能に構成してお
き、上記電磁波のウエハー表面近傍での反射波によって
上記ウエハーの裏面側から上記各パッドと各プローブ針
先端との位置を把握し、これにより両者の位置合せを行
うことを特徴としている。
【0012】請求項2の半導体素子検査方法は、上記ウ
エハーには、各パッドよりも小面積のマーカを各パッド
と略同一状態に配列して成るダミーチップを設けてお
き、このダミーチップを利用して上記各パッドと各プロ
ーブ針先端との位置合せを行うことを特徴としている。
【0013】請求項3の半導体素子検査方法は、上記パ
ッド又はマーカとプローブ針の先端との位置を画像情報
として得ると共に、これを画像処理することで両者のズ
レ量を把握し、次いでこのズレ量に基づいて上記パッド
又はマーカとプローブ針の先端との相対位置を調整する
ことを特徴としている。
【0014】請求項4の半導体素子検査方法は、上記ウ
エハーがシリコンウエハーであり、また上記電磁波が赤
外光であると共に、上記チャック台には赤外光透過用の
透孔が設けられており、上記画像情報を得るために赤外
光用撮像素子を用いていることを特徴としている。
【0015】また請求項5の半導体素子検査装置は、複
数のプローブ針を備えたテストプローブ装置の各プロー
ブ針の先端を、ウエハーの表面側に配列された複数のパ
ッドに接触させる半導体素子検査装置において、上記ウ
エハーの裏面側にはウエハーを透過可能な電磁波を上記
ウエハーに照射するための電磁波照射手段を配置する一
方、上記ウエハーを載置するチャック台においては、少
なくとも上記プローブ針の配置面積に相当する部分を上
記電磁波が透過可能に形成し、さらに上記ウエハーの裏
面側には、ウエハー表面近傍での反射電磁波によって上
記各パッドと各プローブ針先端との位置を検出する位置
検出手段を配置したことを特徴としている。
【0016】請求項6の半導体素子検査装置は、上記ウ
エハーがシリコンウエハーであり、また上記電磁波が赤
外光であると共に、上記チャック台には赤外光透過用の
透孔が設けられており、上記画像情報を得るために赤外
光用撮像素子を用いていることを特徴としている。
【0017】
【作用】請求項1の半導体素子検査方法及び請求項5の
半導体素子検査装置においては、プローブ針の先端とパ
ッドとを直接観察できるので、両者の位置合せ作業は容
易でかつ正確なものとなる。
【0018】また請求項2の半導体素子検査方法におい
ては、パッドよりも小面積のマーカをパッドの代わりに
用いることから、プローブ針の先端位置の確認が、さら
に容易かつ正確に行える。
【0019】さらに請求項3の半導体素子検査方法にお
いては、位置合せ作業が自動化できることになる。
【0020】なお請求項4の半導体素子検査方法及び請
求項6の半導体素子検査装置は、その実施が容易であ
る。
【0021】
【実施例】まず半導体素子検査装置の実施例について、
図1に基づいて説明する。図1において、1はチャック
台、2はチャック台1を垂直軸芯回りに回転するための
回転機構をそれぞれ示しており、チャック台1には、真
空吸着法にてシリコンウエハーWが吸着、保持されてい
る。そしてこのウエハーWの上方の位置には、複数のプ
ローブ針3を備えたテストプローブ装置4が配置されて
いる。またチャック台1及びチャック回転機構2の軸心
部には、透孔5が形成されており、その下方の位置にC
CDカメラ、ビジコンカメラ等の赤外線TVカメラ(位
置検出手段)6が配置されている。この赤外線TVカメ
ラ6は、赤外用レンズ7を備えるものである。また上記
赤外線TVカメラ6に近接した位置には、上記透孔5を
通してウエハーWの裏面側に赤外線を照射するための赤
外光ランプ(電磁波照射手段)8が配置されている。な
お9、10は赤外線TVカメラ6のX−Yステージ、1
1、12、13はチャック台1のX−Y−Zステージを
それぞれ示しており、また上記赤外線TVカメラ6は、
図示しないがZ方向にも移動可能にされているものとす
る。
【0022】上記シリコンウエハーWの形状を図2
(a)(b)(c)に示すが、このウエハーWにおいて
は、図2(a)に示すように、その中央部にダミーチッ
プ20が形成されている。このダミーチップ20は、図
2(b)(c)のように、通常のチップ21におけるパ
ッド22の配列態様と同一態様にて配列されたマーカ2
3を有するものである。なお24は、マーカ23の周囲
において、パッド22の形成される領域を示すための補
助マーカである。この場合、ダミーチップ20において
は、通常のチップ21のような配線は施されず、またマ
ーカ23及び補助マーカ24は、通常のパッド22と同
様にアルミニウムによって形成するものの、その面積は
通常のパッド22よりも充分に小さくしておくものとす
る。
【0023】上記のような装置及びウエハーWを用い
て、各パッド22とプローブ針3との位置合せを行う手
順について説明する。まず上記ウエハーWを、上記チャ
ック台1に装着する。その際、ダミーチップ20をチャ
ック台1の透孔5の部分に位置させる。次いで赤外線ラ
ンプ8によってウエハーWの裏面に赤外光を照射すると
共に、赤外線TVカメラ6によってウエハーWをその裏
面から観察する。このときシリコンウエハーWは、赤外
透過率が良好なものである一方、アルミニウムのマーカ
23は赤外光を透過しないので、その表面に設けたマー
カ23を、その裏面側から観察することが可能である。
【0024】そしてこの状態で、テストプローブ装置4
の直下にダミーチップ20が位置するようにチャック台
1を移動させ、次いでテストプローブ装置4を徐々に下
降させて、各プローブ針3の先端がチップ表面のわずか
に上方に位置するか又はチップ表面に接触する状態にす
る。このとき赤外線TVカメラ6においては、その光学
系の焦点深度を充分に浅くしておくことで、上記プロー
ブ針3は、その先端又はその先端部近傍のみが観察され
ることになる。
【0025】そして上記赤外線TVカメラ6による観察
像が、図3(a)のようであれば、これはプローブ針3
の先端部30がマーカ23からズレている訳であるか
ら、チャック台1の回転及び/又はX−Y移動を行い、
図3(b)のように、プローブ針3の先端部30をマー
カ23の位置に一致させることで両者の位置合せを行
う。
【0026】なおこの後は、上記チップ21の配列ピッ
チ分だけX−Y方向にチャック台1を、順次移動させ、
ウエハーW上の全てのチップ21の検査を行う。
【0027】上記位置合せ操作は、手動にて行うことも
できるが、自動的に行うことも可能である。例えば、図
4に示すような観察像を画像処理することによって、プ
ローブ針3の先端部30とマーカ23とのズレ量△X、
△Yを検出し、この検出量に応じてウエハーWをX−Y
移動させるのである。また図5に示すようにダミーチッ
プ20中において、X方向に特定の距離Lだけ離れた一
対のマーカ23、23を、必要に応じて赤外線TVカメ
ラ6をX−Yステージを用いて移動することによって観
察し、X−Y平面に垂直な軸心回りの回転ズレ量tan
−1〔(△Y1−△Y2)/L〕を検出すると共に、そ
れを補正し、その後、再度上記同様な観察を行い、X方
向に対しては(△X1+△X2)/2、Y方向に対して
は(△Y1+△Y2)/2だけ位置修正することも可能
であり、この一連の手順を自動的に行えば作業能率が向
上する。
【0028】なお上記実施例ではウエハーW上にダミー
チップ20を設けているが、各パッド22の占有面積が
小さい場合等には、ダミーチップ20を設けることな
く、各パッド22の位置を直接観察するようにしてもよ
いし、またダミーチップ20を設けるときには、その位
置はウエハーWの中央部でなくてもよい。さらに上記で
は、電磁波として赤外光を用いているが、ウエハーWを
よく透過するX線等、他の波長のものであってもよい。
またさらに上記チャック台1に赤外光透過用の透孔5を
設ける代わりに、チャック台1の全体又はこの部分をサ
ファイヤ単結晶にて形成してもよい。上記電磁波照射手
段としての赤外光ランプ8と、位置検出手段としての赤
外線TVカメラ6とは、別体のものに限らず、例えば赤
外光用顕微鏡のように両者が一体化したものを用いるこ
ともある。
【0029】
【発明の効果】請求項1の半導体素子検査方法及び請求
項5の半導体素子検査装置においては、プローブ針の先
端とパッドとを直接観察できるので、両者の位置合せ作
業は容易でかつ正確なものとなり、この結果、フリップ
チップ等の検査を高能率にかつ正確に行えることにな
る。
【0030】また請求項2の半導体素子検査方法におい
ては、パッドよりも小面積のマーカをパッドの代わりに
用いることから、プローブ針の先端位置の確認が、さら
に容易かつ正確に行える。
【0031】さらに請求項3の半導体素子検査方法にお
いては、位置合せ作業が自動化でき、そのため検査作業
を一段と高能率に行える。
【0032】なお請求項4の半導体素子検査方法及び請
求項6の半導体素子検査装置は、その実施が容易であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の半導体素子検査装置の一例の概略構
成を示す断面図である。
【図2】この発明の半導体素子検査方法の実施に際して
使用するウエハーの一例を示す平面図で、(a)はウエ
ハーの全体図、(b)はチップの配列状態を示す拡大
図、(c)はマーカを示す拡大図である。
【図3】上記において赤外線TVカメラによって得られ
る画像の一例の説明図で、(a)はマーカとプローブ針
との位置が一致していない状態を示す図、また(b)は
両者の位置が一致している状態を示す図である。
【図4】上記画像においてマーカとプローブ針の先端部
とのズレ量を把握する手順を説明するための説明図であ
る。
【図5】マーカとプローブ針の先端部とのズレ量を把握
する他の手順を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 チャック台 3 プローブ針 4 テストプローブ装置 5 透孔 6 赤外線TVカメラ 8 赤外光ランプ 20 ダミーチップ 21 チップ 22 パッド 23 マーカ 24 補助マーカ W ウエハー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のプローブ針を備えたテストプロー
    ブ装置の各プローブ針の先端を、ウエハーの表面側に配
    列された複数のパッドに接触させる半導体素子検査方法
    において、上記ウエハーを透過可能な検出用電磁波を上
    記ウエハーの裏面側から照射すると共に、上記ウエハー
    を載置するチャック台においては、少なくとも上記プロ
    ーブ針の配置面積に相当する部分を上記電磁波が透過可
    能に構成しておき、上記電磁波のウエハー表面近傍での
    反射波によって上記ウエハーの裏面側から上記各パッド
    と各プローブ針先端との位置を把握し、これにより両者
    の位置合せを行うことを特徴とする半導体素子検査方
    法。
  2. 【請求項2】 上記ウエハーには、各パッドよりも小面
    積のマーカを各パッドと略同一状態に配列して成るダミ
    ーチップを設けておき、このダミーチップを利用して上
    記各パッドと各プローブ針先端との位置合せを行うこと
    を特徴とする請求項1の半導体素子検査方法。
  3. 【請求項3】 上記パッド又はマーカとプローブ針の先
    端との位置を画像情報として得ると共に、これを画像処
    理することで両者のズレ量を把握し、次いでこのズレ量
    に基づいて上記パッド又はマーカとプローブ針の先端と
    の相対位置を調整することを特徴とする請求項1又は請
    求項2の半導体素子検査方法。
  4. 【請求項4】 上記ウエハーがシリコンウエハーであ
    り、また上記電磁波が赤外光であると共に、上記チャッ
    ク台には赤外光透過用の透孔が設けられており、上記画
    像情報を得るために赤外光用撮像素子を用いていること
    を特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3の半導体
    素子検査方法。
  5. 【請求項5】 複数のプローブ針を備えたテストプロー
    ブ装置の各プローブ針の先端を、ウエハーの表面側に配
    列された複数のパッドに接触させる半導体素子検査装置
    において、上記ウエハーの裏面側にはウエハーを透過可
    能な電磁波を上記ウエハーに照射するための電磁波照射
    手段を配置する一方、上記ウエハーを載置するチャック
    台においては、少なくとも上記プローブ針の配置面積に
    相当する部分を上記電磁波が透過可能に形成し、さらに
    上記ウエハーの裏面側には、ウエハー表面近傍での反射
    電磁波によって上記各パッドと各プローブ針先端との位
    置を検出する位置検出手段を配置したことを特徴とする
    半導体素子検査装置。
  6. 【請求項6】 上記ウエハーがシリコンウエハーであ
    り、また上記電磁波が赤外光であると共に、上記チャッ
    ク台には赤外光透過用の透孔が設けられており、上記画
    像情報を得るために赤外光用撮像素子を用いていること
    を特徴とする請求項5の半導体素子検査装置。
JP25826891A 1991-07-01 1991-07-01 半導体素子検査方法及び半導体素子検査装置 Pending JPH05142296A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002039738A (ja) * 2000-05-18 2002-02-06 Advantest Corp プローブの位置ずれ検出方法・プローブの位置決定方法・プローブの位置ずれ検出装置・プローブの位置決定装置
KR100616052B1 (ko) * 2000-08-03 2006-08-28 산요덴키가부시키가이샤 반도체 장치의 제조 방법
JP2013238435A (ja) * 2012-05-14 2013-11-28 Hioki Ee Corp 基板検査装置および基板検査方法
CN110146799A (zh) * 2019-04-29 2019-08-20 全球能源互联网研究院有限公司 一种半导体芯片漏电位置的测试装置及方法
CN113805025A (zh) * 2020-06-01 2021-12-17 均豪精密工业股份有限公司 光电检测系统与检测晶粒方法
CN121510919A (zh) * 2026-01-14 2026-02-10 天津中科晶禾电子科技有限责任公司 晶圆对准装置及对准方法

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