アライメント機能を有する半導体検査装置とアライメント方法
【課題】 カメラ等の設備を必要とせず、かつ、位置ずれについての定量的な情報が得られるアライメント機能を有する半導体検査装置とアライメント方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 検査位置まで送られた基体に対して、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のそれぞれと接触させ、電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて、記憶装置からアライメント用の補正量を読み出し、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わすアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法を提供することによって解決する。
【解決手段】 検査位置まで送られた基体に対して、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のそれぞれと接触させ、電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて、記憶装置からアライメント用の補正量を読み出し、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わすアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法を提供することによって解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント機能を有する半導体検査装置とアライメント方法に関し、詳細には、ＴＡＢテープ等の基体上に担持されている液晶駆動ドライバ等の半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置において、テストパッドとテスト用プローブ針の位置合わせを行うアライメント機能を有する半導体検査装置とそのアライメント方法、さらには、そのような半導体検査装置又はアライメント方法に使用される半導体チップを担持する基体並びにプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板やＴＡＢテープなどの基体上に担持されている半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置においては、半導体チップの電極パッド又はテストパッドと、テスト用プローブ針との位置合わせを行うことが必要であり、この位置合わせに関しては、従来から種々の方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２においては、半導体チップを担持するＴＡＢテープに位置合わせ用のマークを形成しておき、そのマークをカメラ等によって撮影して画像解析することにより、基準位置からのずれを計算し、半導体チップのテストパッドとテスト用プローブ針との位置合わせを行うアライメント方法が開示されている。しかし、このような光学的なアライメント方法では、マークを撮影するカメラや画像解析の設備が必要となり、装置が大掛かりなものとなる上に、位置合わせ用のマークをカメラが撮影できるように、検査装置の限られた空間の中でマークとカメラの光学的な位置関係を確保しなければならないという制約がある。
【０００４】
また、特許文献３、４においては、半導体チップを担持する基板又はＴＡＢテープ上に、位置合わせ用の接点又はダミーパッドを形成し、複数の位置合わせ用のプローブ針をこれらの接点又はダミーパッドと接触させ、その電気的導通の有無を調べることによって、基準位置からのずれについての情報を得るようにすることが提案されている。しかし、これら従来から提案されている電気的なアライメント方法では、基準位置からのどの方向にずれているかの情報は得られるものの、どの程度ずれているかについての定量的な情報は得られず、位置合わせを完了するまでに、何度も試行錯誤を繰り返さなければならないという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第２５５６３８６号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６２２１号公報
【特許文献３】特開昭５３−４５１８１号公報
【特許文献４】特許第３２１４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために為されたもので、カメラ等の設備を必要とせず、かつ、位置ずれについての定量的な情報が得られるアライメント機能を有する半導体検査装置とそのアライメント方法、さらには、そのような半導体検査装置又はアライメント方法に使用される半導体チップを担持する基体並びにプローブカードを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を、半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置であって、検査対象である半導体チップを担持する基体を検査位置まで送る手段；検査位置まで送られた基体に対して、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のそれぞれと接触又は離脱させる手段；コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる手段；電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する手段；電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて前記対応関係を記憶する手段からアライメント用の補正量を読み出す手段；読み出された補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わす手段を備えているアライメント機能を有する半導体検査装置を提供することによって解決するものである。
【０００８】
すなわち、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置においては、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及びダミー端子を介して電気的に導通状態となるコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせを調べ、その組み合わせに基づいて、予め求められている電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶手段から読み出すようにしているので、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することが可能である。
【０００９】
また、本発明は、上記の課題を、半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置におけるアライメント方法であって、１）検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体を、検査位置まで送る工程；２）検査位置まで送られた基体に対し、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、アライメント用のコモン端子にはコモンプローブ針を、ダミー端子には複数のダミープローブ針のうちのいずれかを、それぞれ、電気的に接触させる工程；３）コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる工程；４）電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて、電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する記憶装置から、アライメント用の補正量を読み出す工程；５）読み出した補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わす工程；を含む半導体検査装置におけるアライメント方法を提供することによって解決するものである。
【００１０】
本発明のアライメント方法においては、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及びダミー端子を介して電気的に導通状態となるコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせを調べ、その組み合わせに基づいて、予め求められている電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶手段から読み出すようにしているので、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することが可能であり、半導体チップをテスト用プローブ針に対して必要とされる量だけ相対的に的確に移動させ、両者の位置関係を合わすことが可能である。
【００１１】
さらに、本発明は、検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体、また、対象とする基体に形成されているコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子に対応する位置に、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を備えているプローブカードを提供することによって上記の課題を解決するものである。
【００１２】
本発明が対象とする半導体チップを担持する基体としては、液晶駆動ドライバ等のＩＣやＬＳＩを搭載したＴＡＢテープが最も好適であるが、その上に多数の半導体チップが形成された半導体基板であっても良く、本発明は、電極パッド又はテストパッドとテスト用プローブ針との位置合わせが必要な全ての基体を対象とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法によれば、基準位置からのずれを補正量として定量的に知ることができるので、アライメント作業における試行錯誤の回数を減らし、効率の良い位置合わせを行うことができるという利点が得られる。また、本発明の半導体チップを担持する基体及びプローブカードによれば、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法に使用されることにより、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することを可能にし、効率の良いアライメントを実現することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置の一例を示す概略図である。
【図２】ＴＡＢテープとプローブカードの関係を拡大して示す断面図である。
【図３】ＴＡＢテープの一例を示す平面図である。
【図４】ＴＡＢテープの部分拡大図である。
【図５】マクロアライメント用の端子の拡大図である。
【図６】マクロアライメント用の端子とコモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ’断面図である。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】位置がずれたときのダミープローブ針とダミー端子の関係を表す図である。
【図１０】位置がずれたときのダミープローブ針とダミー端子の関係を表す図である。
【図１１】マイクロアライメント用の端子の拡大図である。
【図１２】マイクロアライメント用の端子とコモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。
【図１３】図１２のＹ−Ｙ’断面図である。
【図１４】位置がずれたときのダミープローブ針とダミー端子の関係を表す図である。
【図１５】位置合わせの手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、半導体チップを担持する基体がＴＡＢテープである場合を例に、図面を用いて本発明を説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。
【００１６】
図１は、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置の一例を示す概略図である。図１において、１は本発明の半導体検査装置で、半導体検査装置１は、ハンドラー２とテスター３から構成されている。４はデバイスリール、５は収容リール、６、６はスプロケット、７はＴＡＢテープである。スプロケット６、６は、ＴＡＢテープ７に設けられているスプロケットホールにスプロケットの歯を係合させ、ＴＡＢテープ７をデバイスリール４から収容リール５に向かう方向に送る機能を有している。８はプッシャー、９はＸＹ移動ステージ、１０はプッシャー７を上下方向に移動させる駆動装置である。プッシャー８には、図示しない吸引手段が設けられており、ＴＡＢテープ７を吸着し、吸着したＴＡＢテープ７ごと、ＸＹ移動ステージ９によってＸＹ方向に移動させることができるようになっている。これらデバイスリール４、収容リール５、スプロケット６、６、プッシャー８、ＸＹ移動ステージ９、及び駆動装置１０は、ハンドラー２の構成要素である。
【００１７】
１１はプローブカード、１２はテスターヘッドである。これらプローブカード１１及びテスターヘッド１２は、テスター３の構成要素である。
【００１８】
本発明の半導体検査装置１は、上記のようなハンドラー２とテスター３を有しており、ＴＡＢテープ７に担持されている半導体チップを、スプロケット６、６によって、検査位置まで送り、位置合わせをした後に、プッシャー８を下降させて、プローブカード１１に取り付けられている多数のテスト用プローブ針を、半導体チップのテストパッドに電気的に接触させ、その電気的特性の検査を行うものである。なお、ＸＹ移動ステージ９は、テスターヘッド１２側に設けられていても良く、ＴＡＢテープ７をプローブカード１１に対して移動させるのではなく、プローブカード１１をＴＡＢテープ７に対して移動させるようにしても良い。
【００１９】
図２は、ＴＡＢテープ７と、プローブカード１１の関係を拡大して示す断面図である。１３はプローブ基板、１４はプローブカード１１の配線基板である。１５はＴＡＢテープ７に担持されている半導体チップ、１６、１６はプローブカード１１に取り付けられているテスト用のプローブ針、１７はプラットフォームであり、プラットフォーム１７には凹部１７ａが設けられている。凹部１７ａは、プローブ基板１３の略中央部に設けられている貫通穴１８を介して、ＴＡＢテープ７に向かって開口している。凹部１７ａの深さは、貫通穴１８の厚さを含めた場合に、半導体チップ１５を収容するのに十分な深さとされている。このような凹部１７ａがプラットフォーム１７に設けられている場合には、プッシャー８によってＴＡＢテープ７がプローブカード１１側に押圧されたとき、ＴＡＢテープ７に担持されている半導体チップ１５の少なくとも一部が凹部１７ａに収容され、プラットフォーム１７と接触することがないという利点が得られる。通常、ＴＢＡテープ７に搭載される半導体チップ１５の高さは０．８ｍｍであり、プローブカード１１の厚さは０．１４ｍｍであるので、凹部１７ａの深さは、０．８ｍｍ−０．１４ｍｍ、すなわち、０．６４ｍｍ以上あれば良いことになる。なお、１９はスペーサー、２０は補強板である。
【００２０】
図３は、本発明の基体であるＴＡＢテープ７の一例を示す平面図である。図に示すとおり、ＴＡＢテープ７には、複数の半導体チップ１５、１５、１５・・・が担持されており、個々の半導体チップ１５、１５、１５・・・の図示しないインナーリードは、ＴＡＢテープ上に形成されているリードパターン２１、２１・・・と接続され、リードパターン２１、２１の先端には、図示しないテストパッドが形成されている。
【００２１】
２２、２３は、それぞれマクロアライメント用及びマイクロアライメント用の端子であり、いずれもＴＡＢテープ７上に形成されている。本例においては、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３は、後述するように、各端子から得られる補正量の平均値を得るために、各半導体チップ１５ごとに２セットずつ形成されているが、１セットずつであっても良いし、配置する角度を各セットごとに異ならせても良い。また、場合によっては、マクロアライメント用又はマイクロアライメント用のいずれか一方の端子を設けるだけでも良い。なお、２４、２４はスプロケットホールである。
【００２２】
図４に一つの半導体チップ１５に関連するＴＡＢテープ７の部分だけを取り出して拡大して示す。図３と同じ部材には同じ符号を付してある。２５、２５はテスト用のプローブ針であり、テスト用のプローブ針２５、２５は、図に示すとおり、その先端部をリードパターン２１の先端に形成されているテストパッドに接触させて、半導体チップ１５の電気的特性を検査するものである。
【００２３】
図５は、マクロアライメント用の端子２２の拡大図である。マクロアライメント用の端子２２は、長尺状のコモン端子２２ＣＯＭと、コモン端子２２ＣＯＭの長尺状の中央部から長尺状の長手方向に対し直角方向に突出した１つのダミー端子２２ａから構成されている。ダミー端子２２ａは、コモン端子２２ＣＯＭから突出していることから明らかなように、コモン端子２２ＣＯＭと電気的に接続されている。αはダミー端子２２ａの幅方向の中心線であり、本例においてダミー端子２２ａは、コモン端子２２ＣＯＭの長手方向中央部から突出しているので、αは、コモン端子２２ＣＯＭの長手方向の中心線でもある。
【００２４】
図６は、マクロアライメント用の端子２２と、コモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。図６において、２６ＣＯＭはコモンプローブ針、２６１〜２６１９はダミープローブ針であり、ダミープローブ針２６１〜２６１９は、いずれも同形、同大であり、その先端部が直線状に整列するように配置されている。Ｗはダミープローブ針２６１〜２６１９の配置間隔（ピッチ）であり、ダミープローブ針２６１〜２６１９間で配置間隔Ｗは均等である。βは中央のダミープローブ針２６１０の幅方向の中心線であり、図に示すとおり、コモンプローブ針２６ＣＯＭは、中央のダミープローブ針２６１０と向き合った位置にあるので、βは、コモンプローブ針２６ＣＯＭの幅方向の中心線でもある。コモンプローブ針２６ＣＯＭの直下にはコモン端子２２ＣＯＭが存在し、ダミープローブ針２６１０の直下には、ダミー端子２２ａが存在する。
【００２５】
図７は、図６のＸ−Ｘ’断面図であり、図の状態では、ダミープローブ針２６１０だけがダミー端子２２ａと接触している。Ｌはダミー端子２２ａの幅方向の長さであり、Ｘはダミープローブ針２６１〜２６１９の先端径である。
【００２６】
コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１〜２６１９とは、通常、テスト用のプローブ針とともに、プローブカード１１に取り付けられているが、これらコモンプローブ針２６ＣＯＭ及びダミープローブ針２６１〜２６１９と、ＴＡＢテープ７上に形成されているコモン端子２２ＣＯＭ及びダミー端子２２ａとの位置関係は次のとおりである。すなわち、両者の位置関係は、検査位置において、検査対象の半導体チップ１５を担持するＴＡＢテープ７が正規の位置にあるときに、中央のダミープローブ針２６１０の中心線βがダミー端子２２ａの中心線α上に来るように設定される。したがって、中央のダミープローブ針２６１０の中心線βがダミー端子２２ａの中心線α上に位置するとき、換言すれば、中央のダミープローブ針２６１０がダミー端子２２ａに接触し、その位置がダミー端子２２ａの中央であれば、ＴＡＢテープ７は検査位置において、少なくともコモン端子２２ＣＯＭの長尺状の長手方向に関し、正規の位置にあることになる。
【００２７】
逆に、中央のダミープローブ針２６１０がダミー端子２２ａと接触しないか、他のダミープローブ針２６１〜２６９、２６１１〜２６１９のいずれかがダミー端子２２ａと接触する場合には、その接触したダミープローブ針が中央のダミープローブ針２６１０から離れている分だけ、ＴＡＢテープ７の位置は正規の位置からずれていることになる。例えば、最も外側に位置するダミープローブ針２６１又は２６１９のいずれかがダミー端子２２ａと接触する場合には、ＴＡＢテープ７は、検出できる範囲において、正規の位置から最もずれていることになり、中央のダミープローブ針２６１０からダミープローブ針２６１又は２６１９までの距離が、検出できるずれ量の最大値を規制することになる。なお、コモン端子２２ＣＯＭの長手方向の長さは、最も外側に位置するダミープローブ針２６１又は２６１９のいずれかがダミー端子２２ａと接触する場合であっても、コモンプローブ針２６ＣＯＭとの電気的接触が絶たれない長さに選ばれる。また、図示の例では、ダミープローブ針の数は１９本であるが、１９本に限られず、１８本以下であっても、２０本以上であっても良い。ただし、ダミープローブ針の数は、ダミープローブ針列の中央が判然とするように奇数とするのが好ましい。
【００２８】
以下、図８〜図１０を用いて、コモンプローブ針２６ＣＯＭと電気的に導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせと、アライメント用の補正量との対応関係について説明する。なお、図８〜図１０において、ダミープローブ針２６１〜２６１９は、プローブ針上に番号を記すことによって示してある。
【００２９】
図８は、図７の中央部のみを拡大して示すものである。図８において、中央のダミープローブ針２６１０はダミー端子２２ａの中央にあり、ＴＡＢテープ７は正規の位置にある。この状態では先に図６で示したとおり、コモンプローブ針２６ＣＯＭは、コモン端子２２ＣＯＭと接触している。したがって、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０のみが導通状態にあり、コモンプローブ針２６ＣＯＭと他のダミープローブ針とは導通状態にはない。
【００３０】
この図８に示す状態から、ＴＡＢテープ７が例えば図中左方向又は右方向にＳ１だけずれると、ダミープローブ針２６９又はダミープローブ針２６１１もダミー端子２２ａと接触することになる。この場合でも、ダミープローブ針２６１０は依然としてダミー端子２２ａと接触状態にあるから、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及び２６９、又はコモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及び２６１１とが導通状態になることになる。このときの距離Ｓ１を求めると、Ｓ１は、ダミープローブ針２６９〜２６１０間の間隔Ｗから、ダミー端子２２ａの幅方向の長さＬの（１／２）と、ダミープローブ針２６９の先端径Ｘの（１／２）とを減算した長さ、すなわち、
Ｓ１＝Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）
となる。
【００３１】
つまり、ダミープローブ針２６１０だけでなく、隣接するダミープローブ針２６９又は２６１１がコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７は、図中左又は右方向に少なくとも距離Ｓ１だけずれていることになり、逆に、ダミープローブ針２６１０だけがコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７のずれ量は、±Ｓ１未満ということになる。
【００３２】
図９は、図８に示す状態からＴＡＢテープ７が図中右方向にずれて、中央のダミープローブ針２６１０がダミー端子２２ａと接触しなくなる限界の状態を示している。このときのずれの量Ｓ２は、図から明らかなとおり、
Ｓ２＝（Ｌ／２）＋（Ｘ／２）
となる。
【００３３】
つまり、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及びダミープローブ針２６１１とが導通状態であるときには、ＴＡＢテープ７の図中右方向へのずれ量は、図中右方向へのずれを「マイナス」の符号にすると−Ｓ１以上、−Ｓ２以下ということになる。図８に示す状態からＴＡＢテープ７が図中左方向にずれた場合も、ただ、Ｓ１、Ｓ２の距離が「マイナス」に変えて「プラス」を付して表されるだけで、同様である。
【００３４】
図１０は、図９に示す状態からＴＡＢテープ７がさらに図中右方向、すなわち、「マイナス」方向にずれて、ダミープローブ針２６１１に加えて、ダミープローブ針２６１２がダミー端子２２ａと接触する臨界の状態を示している。このときのずれの量Ｓ３は、図から明らかなとおり、
Ｓ３＝Ｗ＋｛Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）｝＝２Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）
となる。
【００３５】
つまり、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１１だけが導通状態であるときには、ＴＡＢテープ７の図中右方向へのずれ量は−Ｓ２超、−Ｓ３未満ということになる。以上の結果をまとめると以下の表１のようになる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
ところで、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の幅は均等である方が望ましいので、今、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及び２６１１とが導通状態であるときのずれ量の幅（＝−Ｓ２−（−Ｓ１））と、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１１だけが導通状態であるときのずれ量の幅（＝−Ｓ３−（−Ｓ２））とが等しいと仮定して、そのときの、Ｗ、Ｌ、Ｘの関係を求めると以下のようになる。
【００３８】
すなわち、−Ｓ２−（−Ｓ１）＝−Ｓ３−（−Ｓ２）と仮定すると、２Ｓ２＝Ｓ３＋Ｓ１となるから、ここに上記で求めたＳ１、Ｓ２、Ｓ３を代入すると、
２｛（Ｌ／２）＋（Ｘ／２）｝＝｛２Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）｝＋｛Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）｝
となり、これを整理すると、
Ｌ＋Ｘ＝３Ｗ−Ｌ−Ｘ
つまり、３Ｗ＝２（Ｌ＋Ｘ）となり、ダミープローブ針２６１〜２６１９の配置間隔Ｗとその先端径Ｘ、及びダミーパッド２２ａの幅方向の長さＬとが、３Ｗ＝２（Ｌ＋Ｘ）の場合には、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の範囲は均等になることが分かる。
【００３９】
以上の結果に基づいて、通常の汎用されているプローブ針の先端径が約２０μｍ程度であることを前提に、Ｗ、Ｘ、Ｌの関係を検討した結果、Ｗ＝６０μｍ、Ｘ＝２２．５μｍ、Ｌ＝６７．５μｍとした場合には、ずれ量のピッチは３０μｍと均等になることが確認された。この場合のコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせと、そのときのずれ量、及び補正量の対応関係を表２、表３に示す。表２は、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１０〜２６１９の場合、表３は、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１〜２６１０の場合を示し、便宜上、２つに分けたので、２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１０だけである場合を重複して示している。なお、ずれ量には幅があるので、各ずれ量の範囲の平均値をもってアライメント用の補正量としている。また、当然のことながら、補正量の符号はずれ量の符号と反対になり、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１０〜２６１９の場合の補正量を「＋」とすると、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１〜２６１０の場合の補正量は「−」として表される。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
このように、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせと、アライメント用の補正量との間には対応関係があるので、この対応関係を記憶装置に記憶させておき、アライメント時に求められるコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせに基づいて、対応する補正量を記憶装置から読み出すことによって、アライメント用の補正量を、ずれの方向まで含めて、定量的に知ることができる。後は、読み出された補正量に基づいて、半導体チップ１５をテスト用プローブ針２５、２５・・・に対して相対的に移動させ、両者の位置関係を合わせればよい。
【００４３】
図１１は、マイクロアライメント用の端子２３の拡大図である。マイクロアライメント用の端子２３は、櫛状に突出した複数のダミー端子２３ａ〜２３ｇと、それらダミー端子２３ａ〜２３ｇの櫛状の根元部に対し、その根元部の中央部で、電気的に接続されたコモン端子２３ＣＯＭから構成されている。αは中央のダミー端子２３ｄの幅方向の中心線であり、Ｄはダミー端子２３ａ〜２３ｇの配置間隔（ピッチ）、Ｙはダミー端子２３ａ〜２３ｇの幅方向の長さである。なお、ダミー端子２３ａ〜２３ｇは、全て同形、同大である。
【００４４】
図１２は、マイクロアライメント用の端子２３と、コモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。図１２において、２７ＣＯＭはマイクロアライメント用のコモンプローブ針、２７１〜２７５はマイクロアライメント用のダミープローブ針、Ｗはダミープローブ針２７１〜２７５の配置間隔（ピッチ）である。ダミープローブ針２７１〜２７５は、いずれも同形、同大であり、その先端部が直線状に整列されており、ダミープローブ針２７１〜２７５間で配置間隔Ｗは均等である。βは中央のダミープローブ針２７３の幅方向の中心線である。図に示すとおり、コモンプローブ針２７ＣＯＭは、中央のダミープローブ針２７３と向き合った位置にあるので、βは、コモンプローブ針２７ＣＯＭの幅方向の中心線でもある。コモンプローブ針２７ＣＯＭの直下にはコモン端子２３ＣＯＭが存在し、ダミープローブ針２７３の直下には、ダミー端子２３ｄが存在する。
【００４５】
図１３は、図１２のＹ−Ｙ’断面図である。図に示すとおり、ダミープローブ針２７３の直下には、ダミー端子２３ｄが存在するが、隣接するダミープローブ針２７２及び２７４の下にも、それぞれ、ダミー端子２３ｃ及び２３ｅが存在し、結局、３本のダミープローブ針２７２、２７３、２７４が、ダミー端子２３ｃ〜２３ｅ及びコモン端子２３ＣＯＭを介して、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通状態にある。Ｘはダミープローブ針２７１〜２７５の先端径、Ｗ、Ｄ、Ｙは、上述したとおり、それぞれ、ダミープローブ針２７１〜２７５の配置間隔、ダミー端子２３ａ〜２３ｇの配置間隔、ダミー端子２３ａ〜２３ｇの幅方向の長さである。なお、図１３において、ダミープローブ針２７１〜２７５は、プローブ針上に番号を記すことによって、ダミー端子２３ａ〜２３ｇは、各ダミー端子の下にアルファベットａ〜ｇを記すことによって示してある。
【００４６】
マクロアライメント用のコモンプローブ針２６ＣＯＭ及びダミープローブ針２６１〜２６１９と同様に、マイクロアライメント用のコモンプローブ針２７ＣＯＭ及びダミープローブ針２７１〜２７５も、通常、テスト用のプローブ針とともに、プローブカード１１に取り付けられている。これらコモンプローブ針２７ＣＯＭ及びダミープローブ針２７１〜２７５は、ＴＡＢテープ７上に形成されているマイクロアライメント用のコモン端子２３ＣＯＭ及びダミー端子２３ａ〜２３ｇに対し、検査位置において、検査対象の半導体チップ１５を担持するＴＡＢテープ７が正規の位置にあるときに、中央のダミープローブ針２７３の中心線βが中央のダミー端子２３ｄの中心線α上に来るように設定される。したがって、図１３に示すように、中央のダミープローブ針２７３がその中央位置でダミー端子２３ｄに接触し、隣接するダミープローブ針２７２及び２７４が、それぞれ、ダミー端子２３ｃ及び２３ｅに接触していれば、ＴＡＢテープ７は検査位置において、少なくともダミー端子２３ａ〜２３ｇの櫛状の配列方向（図１２、図１３における左右方向）に関し、正規の位置にあることになる。
【００４７】
なお、コモン端子２３ＣＯＭの幅、すなわち、ダミー端子２３ａ〜２３ｇの配列方向（図１２、図１３における左右方向）に沿った長さは、最も外側にあるダミープローブ針２７１又は２７５が最も外側にあるダミー端子２３ａ又は２３ｇと十分に接触できる位置まで移動しても、コモンプローブ針２７ＣＯＭとコモン端子２３ＣＯＭとの電気的接触が絶たれない長さに選ばれる。また、図示の例では、ダミー端子の数は７本、ダミープローブ針の数は５本であるが、ダミー端子及びダミープローブ針の数は、これらに限られない。ただし、ダミー端子の数はダミープローブ針の数よりも２多い数とするのが好ましい。
【００４８】
以下、図１３、図１４を用いて、マイクロアライメント用のコモンプローブ針２７ＣＯＭと電気的に導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせと、アライメント用の補正量との対応関係について説明する。
【００４９】
図１３において、中央のダミープローブ針２７３は、その中央位置でダミー端子２３ｄに接触し、隣接するダミープローブ針２７２及び２７４も、それぞれ、ダミー端子２３ｃ及び２３ｅに接触しており、ＴＡＢテープ７は正規の位置にある。この状態から、ＴＡＢテープ７が例えば図中左方向又は右方向にｓ１だけずれると、ダミープローブ針２７１又はダミープローブ針２７５のいずれかが、ダミー端子２３ｂ又は２３ｆと接触することになる。この場合でも、ダミープローブ針２７２〜２７４は、依然として、それぞれのダミー端子２３ｃ〜２３ｅと接触状態にあるから、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７４及び２７１、又はコモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７４及び２７５とが導通状態になることになる。
【００５０】
このときの距離ｓ１を求めると、ｓ１は、ダミープローブ針２７３〜２７５間の間隔、２×Ｗから、ダミー端子２３ｄ〜２３ｆの間隔、２×Ｄを減算し、さらに、ダミー端子２３ｆの幅方向の長さＹの（１／２）と、ダミープローブ針２７５の先端径Ｘの（１／２）とを減算した長さ、すなわち、
ｓ１＝２Ｗ−２Ｄ−（Ｙ／２）−（Ｘ／２）
となる。
【００５１】
つまり、ダミープローブ針２７２〜２７４だけでなく、ダミープローブ針２７１又は２７５がコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７は、図中左又は右方向に少なくとも距離ｓ１だけずれていることになり、逆に、ダミープローブ針２７２〜２７４だけがコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７のずれ量は、±ｓ１未満ということになる。
【００５２】
図１４は、図１３に示す状態からＴＡＢテープ７が図中右方向にずれて、左から２番目のダミープローブ針２７２がダミー端子２３ｃと接触しなくなる限界の状態を示している。このときのずれの量ｓ２は、図から明らかなとおり、
ｓ２＝｛Ｄ＋（Ｙ／２）｝−｛Ｗ−（Ｘ／２）｝
となる。
【００５３】
つまり、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２、２７３、２７４、２７５とが導通状態であるときには、ＴＡＢテープ７の図中右方向へのずれ量は、図中右方向へのずれを「マイナス」の符号にすると−ｓ１以上、−ｓ２以下ということになる。図１３に示す状態からＴＡＢテープ７が図中左方向にずれた場合も、ただ、ｓ１、ｓ２の距離が「マイナス」に変えて「プラス」を付して表されるだけで、同様である。以上の結果をまとめると表４のようになる。
【００５４】
【表４】
【００５５】
ところで、マクロアライメント用の補正量の場合と同様に、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の幅は均等である方が望ましいので、今、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７４とが導通状態であるときのずれ量の幅（＝２×ｓ１）と、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７５が導通状態であるときのずれ量の幅（＝ｓ２−ｓ１）とが等しいと仮定して、そのときの、Ｗ、Ｄ、Ｘ、Ｙの関係を求めると以下のようになる。
【００５６】
すなわち、２ｓ１＝ｓ２−ｓ１と仮定して、これに上記で求めたｓ１、ｓ２を代入すると、
２｛２Ｗ−２Ｄ−（Ｙ／２）−（Ｘ／２）｝＝｛Ｄ＋（Ｙ／２）｝−｛Ｗ−（Ｘ／２）｝−｛２Ｗ−２Ｄ−（Ｙ／２）−（Ｘ／２）｝
となり、これを整理すると、
４Ｗ−４Ｄ−Ｙ−Ｘ＝３Ｄ−３Ｗ＋Ｙ＋Ｘ
つまり、７（Ｗ−Ｄ）＝２（Ｘ＋Ｙ）となり、ダミープローブ針２７１〜２７５の配置間隔Ｗとその先端径Ｘ、及びダミーパッド２３ａ〜２３ｇの配置間隔Ｄと幅Ｙとが、７（Ｗ−Ｄ）＝２（Ｘ＋Ｙ）の場合には、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の範囲は均等になることが分かる。
【００５７】
以上の結果に基づいて、通常の汎用されているプローブ針の先端径が約２０μｍ程度であることを前提に、Ｗ、Ｘ、Ｄ、Ｙの関係を検討した結果、Ｗ＝６０μｍ、Ｘ＝２２．５μｍ、Ｄ＝５０μｍ、Ｙ＝１２．５μｍとした場合には、ずれ量のピッチは５μｍと均等になることが確認された。この場合のコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせと、そのときのずれ量、及び補正量の対応関係を表５に示す。なお、ずれ量には幅があるので、各ずれ量の範囲の平均値をもってアライメント用の補正量としている。また、当然のことながら、補正量の符号はずれ量の符号と反対になる。
【００５８】
【表５】
【００５９】
このように、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせと、アライメント用の補正量との間には対応関係があるので、この対応関係を記憶装置に記憶させておき、アライメント時に求められるコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせに基づいて、対応する補正量を記憶装置から読み出すことによって、アライメント用の補正量を、ずれの方向まで含めて、定量的に知ることができる。後は、読み出された補正量に基づいて、半導体チップ１５をテスト用プローブ針２５、２５・・・に対して相対的に移動させ、両者の位置関係を合わせればよい。
【００６０】
なお、図４に示したように、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とが、それぞれ２セットずつＴＡＢテープ７に設けられている場合には、プローブカード１１にも、マクロアライメント用及びマイクロアライメント用のコモンプローブ針及びダミープローブ針のセットが、それぞれ対応する位置に、２セットずつ取り付けられていることになる。このように、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とが、それぞれ２セットずつＴＡＢテープ７に設けられている場合には、それぞれの端子とダミープローブ針を接触させて求められる補正量の平均値をもって、アライメント用の補正量とすることができる。したがって、例えば、ＴＡＢテープ７上における端子２２又は２３の形成位置に若干のずれがあったとしても、そのずれを平均して均すことができるので、より精度の高いアライメントを実現することが可能となる。
【００６１】
さらに、図４に示した例では、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とは、いずれも、ＴＡＢテープ７のテープ送り方向とは直角方向の位置ずれを検出する方向に配置されているが、これは、ＴＡＢテープ７に形成されているテストパッドは、通常、ＴＡＢテープ７の送り方向にある程度の長さをもって形成されており、ＴＡＢテープ７の送り方向に関しては、それほど高いアライメント精度が求められないからである。必要な場合には、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とを、図４に示す配置とは９０度回転した配置として、ＴＢＡテープ７の送り方向における位置ずれを検出することができることは勿論である。
【００６２】
図１５は、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法による位置合わせの手順を示すフローチャートである。図１５に示されるとおり、本発明においては、ハンドラーとテスターとが、情報を交換しながら、まず、上述したマクロアライメント用の端子及びプローブを用いて得られる補正量に基づいて、マクロ位置合わせを行い、次に、マイクロアライメント用の端子及びプローブを用いて得られる補正量に基づいてマイクロ位置合わせを行う。そして、いずれの位置合わせも完了した時点で、テスターは所定の電気的特性の検査を行うことになる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上の述べたとおり、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法によれば、検査対象である半導体チップを担持した基体の検査位置における位置ずれを、補正量として、定量的に知ることができるので、アライメント作業における試行錯誤の回数を減らし、効率の良い位置合わせを行うことができるので、極めて有用である。また、本発明の半導体チップを担持する基体及びプローブカードによれば、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法に使用されることにより、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することを可能にし、効率の良いアライメントを実現することができるという優れた産業上の有用性が得られる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 半導体検査装置
２ ハンドラー
３ テスター
４ デバイスリール
７ ＴＡＢテープ
８ プッシャー
９ ＸＹ移動ステージ
１０ 駆動装置
１１ プローブカード
１２ テスターヘッド
１３ プローブ基板
１４ 配線基板
１５ 半導体チップ
１６ プローブ針
１７ プラットフォーム
１７ａ 凹部
１８ 貫通穴
２２ マクロアライメント用端子
２３ マイクロアライメント用端子
２５ テスト用プローブ針
２６ アライメント用プローブ針
Ｗ アライメント用プローブ針の配置間隔
Ｘ アライメント用プローブ針の先端径
Ｌ マクロアライメント用ダミー端子の幅
Ｄ マイクロアライメント用のダミー端子の配置間隔
Ｙ マイクロアライメント用ダミー端子の幅
Ｓ、ｓ ずれ量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント機能を有する半導体検査装置とアライメント方法に関し、詳細には、ＴＡＢテープ等の基体上に担持されている液晶駆動ドライバ等の半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置において、テストパッドとテスト用プローブ針の位置合わせを行うアライメント機能を有する半導体検査装置とそのアライメント方法、さらには、そのような半導体検査装置又はアライメント方法に使用される半導体チップを担持する基体並びにプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板やＴＡＢテープなどの基体上に担持されている半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置においては、半導体チップの電極パッド又はテストパッドと、テスト用プローブ針との位置合わせを行うことが必要であり、この位置合わせに関しては、従来から種々の方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２においては、半導体チップを担持するＴＡＢテープに位置合わせ用のマークを形成しておき、そのマークをカメラ等によって撮影して画像解析することにより、基準位置からのずれを計算し、半導体チップのテストパッドとテスト用プローブ針との位置合わせを行うアライメント方法が開示されている。しかし、このような光学的なアライメント方法では、マークを撮影するカメラや画像解析の設備が必要となり、装置が大掛かりなものとなる上に、位置合わせ用のマークをカメラが撮影できるように、検査装置の限られた空間の中でマークとカメラの光学的な位置関係を確保しなければならないという制約がある。
【０００４】
また、特許文献３、４においては、半導体チップを担持する基板又はＴＡＢテープ上に、位置合わせ用の接点又はダミーパッドを形成し、複数の位置合わせ用のプローブ針をこれらの接点又はダミーパッドと接触させ、その電気的導通の有無を調べることによって、基準位置からのずれについての情報を得るようにすることが提案されている。しかし、これら従来から提案されている電気的なアライメント方法では、基準位置からのどの方向にずれているかの情報は得られるものの、どの程度ずれているかについての定量的な情報は得られず、位置合わせを完了するまでに、何度も試行錯誤を繰り返さなければならないという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第２５５６３８６号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６２２１号公報
【特許文献３】特開昭５３−４５１８１号公報
【特許文献４】特許第３２１４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために為されたもので、カメラ等の設備を必要とせず、かつ、位置ずれについての定量的な情報が得られるアライメント機能を有する半導体検査装置とそのアライメント方法、さらには、そのような半導体検査装置又はアライメント方法に使用される半導体チップを担持する基体並びにプローブカードを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を、半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置であって、検査対象である半導体チップを担持する基体を検査位置まで送る手段；検査位置まで送られた基体に対して、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のそれぞれと接触又は離脱させる手段；コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる手段；電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する手段；電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて前記対応関係を記憶する手段からアライメント用の補正量を読み出す手段；読み出された補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わす手段を備えているアライメント機能を有する半導体検査装置を提供することによって解決するものである。
【０００８】
すなわち、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置においては、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及びダミー端子を介して電気的に導通状態となるコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせを調べ、その組み合わせに基づいて、予め求められている電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶手段から読み出すようにしているので、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することが可能である。
【０００９】
また、本発明は、上記の課題を、半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置におけるアライメント方法であって、１）検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体を、検査位置まで送る工程；２）検査位置まで送られた基体に対し、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、アライメント用のコモン端子にはコモンプローブ針を、ダミー端子には複数のダミープローブ針のうちのいずれかを、それぞれ、電気的に接触させる工程；３）コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる工程；４）電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて、電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する記憶装置から、アライメント用の補正量を読み出す工程；５）読み出した補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わす工程；を含む半導体検査装置におけるアライメント方法を提供することによって解決するものである。
【００１０】
本発明のアライメント方法においては、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及びダミー端子を介して電気的に導通状態となるコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせを調べ、その組み合わせに基づいて、予め求められている電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶手段から読み出すようにしているので、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することが可能であり、半導体チップをテスト用プローブ針に対して必要とされる量だけ相対的に的確に移動させ、両者の位置関係を合わすことが可能である。
【００１１】
さらに、本発明は、検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体、また、対象とする基体に形成されているコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子に対応する位置に、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を備えているプローブカードを提供することによって上記の課題を解決するものである。
【００１２】
本発明が対象とする半導体チップを担持する基体としては、液晶駆動ドライバ等のＩＣやＬＳＩを搭載したＴＡＢテープが最も好適であるが、その上に多数の半導体チップが形成された半導体基板であっても良く、本発明は、電極パッド又はテストパッドとテスト用プローブ針との位置合わせが必要な全ての基体を対象とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法によれば、基準位置からのずれを補正量として定量的に知ることができるので、アライメント作業における試行錯誤の回数を減らし、効率の良い位置合わせを行うことができるという利点が得られる。また、本発明の半導体チップを担持する基体及びプローブカードによれば、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法に使用されることにより、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することを可能にし、効率の良いアライメントを実現することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置の一例を示す概略図である。
【図２】ＴＡＢテープとプローブカードの関係を拡大して示す断面図である。
【図３】ＴＡＢテープの一例を示す平面図である。
【図４】ＴＡＢテープの部分拡大図である。
【図５】マクロアライメント用の端子の拡大図である。
【図６】マクロアライメント用の端子とコモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ’断面図である。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】位置がずれたときのダミープローブ針とダミー端子の関係を表す図である。
【図１０】位置がずれたときのダミープローブ針とダミー端子の関係を表す図である。
【図１１】マイクロアライメント用の端子の拡大図である。
【図１２】マイクロアライメント用の端子とコモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。
【図１３】図１２のＹ−Ｙ’断面図である。
【図１４】位置がずれたときのダミープローブ針とダミー端子の関係を表す図である。
【図１５】位置合わせの手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、半導体チップを担持する基体がＴＡＢテープである場合を例に、図面を用いて本発明を説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。
【００１６】
図１は、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置の一例を示す概略図である。図１において、１は本発明の半導体検査装置で、半導体検査装置１は、ハンドラー２とテスター３から構成されている。４はデバイスリール、５は収容リール、６、６はスプロケット、７はＴＡＢテープである。スプロケット６、６は、ＴＡＢテープ７に設けられているスプロケットホールにスプロケットの歯を係合させ、ＴＡＢテープ７をデバイスリール４から収容リール５に向かう方向に送る機能を有している。８はプッシャー、９はＸＹ移動ステージ、１０はプッシャー７を上下方向に移動させる駆動装置である。プッシャー８には、図示しない吸引手段が設けられており、ＴＡＢテープ７を吸着し、吸着したＴＡＢテープ７ごと、ＸＹ移動ステージ９によってＸＹ方向に移動させることができるようになっている。これらデバイスリール４、収容リール５、スプロケット６、６、プッシャー８、ＸＹ移動ステージ９、及び駆動装置１０は、ハンドラー２の構成要素である。
【００１７】
１１はプローブカード、１２はテスターヘッドである。これらプローブカード１１及びテスターヘッド１２は、テスター３の構成要素である。
【００１８】
本発明の半導体検査装置１は、上記のようなハンドラー２とテスター３を有しており、ＴＡＢテープ７に担持されている半導体チップを、スプロケット６、６によって、検査位置まで送り、位置合わせをした後に、プッシャー８を下降させて、プローブカード１１に取り付けられている多数のテスト用プローブ針を、半導体チップのテストパッドに電気的に接触させ、その電気的特性の検査を行うものである。なお、ＸＹ移動ステージ９は、テスターヘッド１２側に設けられていても良く、ＴＡＢテープ７をプローブカード１１に対して移動させるのではなく、プローブカード１１をＴＡＢテープ７に対して移動させるようにしても良い。
【００１９】
図２は、ＴＡＢテープ７と、プローブカード１１の関係を拡大して示す断面図である。１３はプローブ基板、１４はプローブカード１１の配線基板である。１５はＴＡＢテープ７に担持されている半導体チップ、１６、１６はプローブカード１１に取り付けられているテスト用のプローブ針、１７はプラットフォームであり、プラットフォーム１７には凹部１７ａが設けられている。凹部１７ａは、プローブ基板１３の略中央部に設けられている貫通穴１８を介して、ＴＡＢテープ７に向かって開口している。凹部１７ａの深さは、貫通穴１８の厚さを含めた場合に、半導体チップ１５を収容するのに十分な深さとされている。このような凹部１７ａがプラットフォーム１７に設けられている場合には、プッシャー８によってＴＡＢテープ７がプローブカード１１側に押圧されたとき、ＴＡＢテープ７に担持されている半導体チップ１５の少なくとも一部が凹部１７ａに収容され、プラットフォーム１７と接触することがないという利点が得られる。通常、ＴＢＡテープ７に搭載される半導体チップ１５の高さは０．８ｍｍであり、プローブカード１１の厚さは０．１４ｍｍであるので、凹部１７ａの深さは、０．８ｍｍ−０．１４ｍｍ、すなわち、０．６４ｍｍ以上あれば良いことになる。なお、１９はスペーサー、２０は補強板である。
【００２０】
図３は、本発明の基体であるＴＡＢテープ７の一例を示す平面図である。図に示すとおり、ＴＡＢテープ７には、複数の半導体チップ１５、１５、１５・・・が担持されており、個々の半導体チップ１５、１５、１５・・・の図示しないインナーリードは、ＴＡＢテープ上に形成されているリードパターン２１、２１・・・と接続され、リードパターン２１、２１の先端には、図示しないテストパッドが形成されている。
【００２１】
２２、２３は、それぞれマクロアライメント用及びマイクロアライメント用の端子であり、いずれもＴＡＢテープ７上に形成されている。本例においては、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３は、後述するように、各端子から得られる補正量の平均値を得るために、各半導体チップ１５ごとに２セットずつ形成されているが、１セットずつであっても良いし、配置する角度を各セットごとに異ならせても良い。また、場合によっては、マクロアライメント用又はマイクロアライメント用のいずれか一方の端子を設けるだけでも良い。なお、２４、２４はスプロケットホールである。
【００２２】
図４に一つの半導体チップ１５に関連するＴＡＢテープ７の部分だけを取り出して拡大して示す。図３と同じ部材には同じ符号を付してある。２５、２５はテスト用のプローブ針であり、テスト用のプローブ針２５、２５は、図に示すとおり、その先端部をリードパターン２１の先端に形成されているテストパッドに接触させて、半導体チップ１５の電気的特性を検査するものである。
【００２３】
図５は、マクロアライメント用の端子２２の拡大図である。マクロアライメント用の端子２２は、長尺状のコモン端子２２ＣＯＭと、コモン端子２２ＣＯＭの長尺状の中央部から長尺状の長手方向に対し直角方向に突出した１つのダミー端子２２ａから構成されている。ダミー端子２２ａは、コモン端子２２ＣＯＭから突出していることから明らかなように、コモン端子２２ＣＯＭと電気的に接続されている。αはダミー端子２２ａの幅方向の中心線であり、本例においてダミー端子２２ａは、コモン端子２２ＣＯＭの長手方向中央部から突出しているので、αは、コモン端子２２ＣＯＭの長手方向の中心線でもある。
【００２４】
図６は、マクロアライメント用の端子２２と、コモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。図６において、２６ＣＯＭはコモンプローブ針、２６１〜２６１９はダミープローブ針であり、ダミープローブ針２６１〜２６１９は、いずれも同形、同大であり、その先端部が直線状に整列するように配置されている。Ｗはダミープローブ針２６１〜２６１９の配置間隔（ピッチ）であり、ダミープローブ針２６１〜２６１９間で配置間隔Ｗは均等である。βは中央のダミープローブ針２６１０の幅方向の中心線であり、図に示すとおり、コモンプローブ針２６ＣＯＭは、中央のダミープローブ針２６１０と向き合った位置にあるので、βは、コモンプローブ針２６ＣＯＭの幅方向の中心線でもある。コモンプローブ針２６ＣＯＭの直下にはコモン端子２２ＣＯＭが存在し、ダミープローブ針２６１０の直下には、ダミー端子２２ａが存在する。
【００２５】
図７は、図６のＸ−Ｘ’断面図であり、図の状態では、ダミープローブ針２６１０だけがダミー端子２２ａと接触している。Ｌはダミー端子２２ａの幅方向の長さであり、Ｘはダミープローブ針２６１〜２６１９の先端径である。
【００２６】
コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１〜２６１９とは、通常、テスト用のプローブ針とともに、プローブカード１１に取り付けられているが、これらコモンプローブ針２６ＣＯＭ及びダミープローブ針２６１〜２６１９と、ＴＡＢテープ７上に形成されているコモン端子２２ＣＯＭ及びダミー端子２２ａとの位置関係は次のとおりである。すなわち、両者の位置関係は、検査位置において、検査対象の半導体チップ１５を担持するＴＡＢテープ７が正規の位置にあるときに、中央のダミープローブ針２６１０の中心線βがダミー端子２２ａの中心線α上に来るように設定される。したがって、中央のダミープローブ針２６１０の中心線βがダミー端子２２ａの中心線α上に位置するとき、換言すれば、中央のダミープローブ針２６１０がダミー端子２２ａに接触し、その位置がダミー端子２２ａの中央であれば、ＴＡＢテープ７は検査位置において、少なくともコモン端子２２ＣＯＭの長尺状の長手方向に関し、正規の位置にあることになる。
【００２７】
逆に、中央のダミープローブ針２６１０がダミー端子２２ａと接触しないか、他のダミープローブ針２６１〜２６９、２６１１〜２６１９のいずれかがダミー端子２２ａと接触する場合には、その接触したダミープローブ針が中央のダミープローブ針２６１０から離れている分だけ、ＴＡＢテープ７の位置は正規の位置からずれていることになる。例えば、最も外側に位置するダミープローブ針２６１又は２６１９のいずれかがダミー端子２２ａと接触する場合には、ＴＡＢテープ７は、検出できる範囲において、正規の位置から最もずれていることになり、中央のダミープローブ針２６１０からダミープローブ針２６１又は２６１９までの距離が、検出できるずれ量の最大値を規制することになる。なお、コモン端子２２ＣＯＭの長手方向の長さは、最も外側に位置するダミープローブ針２６１又は２６１９のいずれかがダミー端子２２ａと接触する場合であっても、コモンプローブ針２６ＣＯＭとの電気的接触が絶たれない長さに選ばれる。また、図示の例では、ダミープローブ針の数は１９本であるが、１９本に限られず、１８本以下であっても、２０本以上であっても良い。ただし、ダミープローブ針の数は、ダミープローブ針列の中央が判然とするように奇数とするのが好ましい。
【００２８】
以下、図８〜図１０を用いて、コモンプローブ針２６ＣＯＭと電気的に導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせと、アライメント用の補正量との対応関係について説明する。なお、図８〜図１０において、ダミープローブ針２６１〜２６１９は、プローブ針上に番号を記すことによって示してある。
【００２９】
図８は、図７の中央部のみを拡大して示すものである。図８において、中央のダミープローブ針２６１０はダミー端子２２ａの中央にあり、ＴＡＢテープ７は正規の位置にある。この状態では先に図６で示したとおり、コモンプローブ針２６ＣＯＭは、コモン端子２２ＣＯＭと接触している。したがって、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０のみが導通状態にあり、コモンプローブ針２６ＣＯＭと他のダミープローブ針とは導通状態にはない。
【００３０】
この図８に示す状態から、ＴＡＢテープ７が例えば図中左方向又は右方向にＳ１だけずれると、ダミープローブ針２６９又はダミープローブ針２６１１もダミー端子２２ａと接触することになる。この場合でも、ダミープローブ針２６１０は依然としてダミー端子２２ａと接触状態にあるから、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及び２６９、又はコモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及び２６１１とが導通状態になることになる。このときの距離Ｓ１を求めると、Ｓ１は、ダミープローブ針２６９〜２６１０間の間隔Ｗから、ダミー端子２２ａの幅方向の長さＬの（１／２）と、ダミープローブ針２６９の先端径Ｘの（１／２）とを減算した長さ、すなわち、
Ｓ１＝Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）
となる。
【００３１】
つまり、ダミープローブ針２６１０だけでなく、隣接するダミープローブ針２６９又は２６１１がコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７は、図中左又は右方向に少なくとも距離Ｓ１だけずれていることになり、逆に、ダミープローブ針２６１０だけがコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７のずれ量は、±Ｓ１未満ということになる。
【００３２】
図９は、図８に示す状態からＴＡＢテープ７が図中右方向にずれて、中央のダミープローブ針２６１０がダミー端子２２ａと接触しなくなる限界の状態を示している。このときのずれの量Ｓ２は、図から明らかなとおり、
Ｓ２＝（Ｌ／２）＋（Ｘ／２）
となる。
【００３３】
つまり、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及びダミープローブ針２６１１とが導通状態であるときには、ＴＡＢテープ７の図中右方向へのずれ量は、図中右方向へのずれを「マイナス」の符号にすると−Ｓ１以上、−Ｓ２以下ということになる。図８に示す状態からＴＡＢテープ７が図中左方向にずれた場合も、ただ、Ｓ１、Ｓ２の距離が「マイナス」に変えて「プラス」を付して表されるだけで、同様である。
【００３４】
図１０は、図９に示す状態からＴＡＢテープ７がさらに図中右方向、すなわち、「マイナス」方向にずれて、ダミープローブ針２６１１に加えて、ダミープローブ針２６１２がダミー端子２２ａと接触する臨界の状態を示している。このときのずれの量Ｓ３は、図から明らかなとおり、
Ｓ３＝Ｗ＋｛Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）｝＝２Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）
となる。
【００３５】
つまり、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１１だけが導通状態であるときには、ＴＡＢテープ７の図中右方向へのずれ量は−Ｓ２超、−Ｓ３未満ということになる。以上の結果をまとめると以下の表１のようになる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
ところで、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の幅は均等である方が望ましいので、今、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１０及び２６１１とが導通状態であるときのずれ量の幅（＝−Ｓ２−（−Ｓ１））と、コモンプローブ針２６ＣＯＭとダミープローブ針２６１１だけが導通状態であるときのずれ量の幅（＝−Ｓ３−（−Ｓ２））とが等しいと仮定して、そのときの、Ｗ、Ｌ、Ｘの関係を求めると以下のようになる。
【００３８】
すなわち、−Ｓ２−（−Ｓ１）＝−Ｓ３−（−Ｓ２）と仮定すると、２Ｓ２＝Ｓ３＋Ｓ１となるから、ここに上記で求めたＳ１、Ｓ２、Ｓ３を代入すると、
２｛（Ｌ／２）＋（Ｘ／２）｝＝｛２Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）｝＋｛Ｗ−（Ｌ／２）−（Ｘ／２）｝
となり、これを整理すると、
Ｌ＋Ｘ＝３Ｗ−Ｌ−Ｘ
つまり、３Ｗ＝２（Ｌ＋Ｘ）となり、ダミープローブ針２６１〜２６１９の配置間隔Ｗとその先端径Ｘ、及びダミーパッド２２ａの幅方向の長さＬとが、３Ｗ＝２（Ｌ＋Ｘ）の場合には、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の範囲は均等になることが分かる。
【００３９】
以上の結果に基づいて、通常の汎用されているプローブ針の先端径が約２０μｍ程度であることを前提に、Ｗ、Ｘ、Ｌの関係を検討した結果、Ｗ＝６０μｍ、Ｘ＝２２．５μｍ、Ｌ＝６７．５μｍとした場合には、ずれ量のピッチは３０μｍと均等になることが確認された。この場合のコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせと、そのときのずれ量、及び補正量の対応関係を表２、表３に示す。表２は、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１０〜２６１９の場合、表３は、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１〜２６１０の場合を示し、便宜上、２つに分けたので、２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１０だけである場合を重複して示している。なお、ずれ量には幅があるので、各ずれ量の範囲の平均値をもってアライメント用の補正量としている。また、当然のことながら、補正量の符号はずれ量の符号と反対になり、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１０〜２６１９の場合の補正量を「＋」とすると、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針が２６１〜２６１０の場合の補正量は「−」として表される。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
このように、コモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせと、アライメント用の補正量との間には対応関係があるので、この対応関係を記憶装置に記憶させておき、アライメント時に求められるコモンプローブ針２６ＣＯＭと導通するダミープローブ針２６１〜２６１９の組み合わせに基づいて、対応する補正量を記憶装置から読み出すことによって、アライメント用の補正量を、ずれの方向まで含めて、定量的に知ることができる。後は、読み出された補正量に基づいて、半導体チップ１５をテスト用プローブ針２５、２５・・・に対して相対的に移動させ、両者の位置関係を合わせればよい。
【００４３】
図１１は、マイクロアライメント用の端子２３の拡大図である。マイクロアライメント用の端子２３は、櫛状に突出した複数のダミー端子２３ａ〜２３ｇと、それらダミー端子２３ａ〜２３ｇの櫛状の根元部に対し、その根元部の中央部で、電気的に接続されたコモン端子２３ＣＯＭから構成されている。αは中央のダミー端子２３ｄの幅方向の中心線であり、Ｄはダミー端子２３ａ〜２３ｇの配置間隔（ピッチ）、Ｙはダミー端子２３ａ〜２３ｇの幅方向の長さである。なお、ダミー端子２３ａ〜２３ｇは、全て同形、同大である。
【００４４】
図１２は、マイクロアライメント用の端子２３と、コモンプローブ針及びダミープローブ針の関係を示す平面図である。図１２において、２７ＣＯＭはマイクロアライメント用のコモンプローブ針、２７１〜２７５はマイクロアライメント用のダミープローブ針、Ｗはダミープローブ針２７１〜２７５の配置間隔（ピッチ）である。ダミープローブ針２７１〜２７５は、いずれも同形、同大であり、その先端部が直線状に整列されており、ダミープローブ針２７１〜２７５間で配置間隔Ｗは均等である。βは中央のダミープローブ針２７３の幅方向の中心線である。図に示すとおり、コモンプローブ針２７ＣＯＭは、中央のダミープローブ針２７３と向き合った位置にあるので、βは、コモンプローブ針２７ＣＯＭの幅方向の中心線でもある。コモンプローブ針２７ＣＯＭの直下にはコモン端子２３ＣＯＭが存在し、ダミープローブ針２７３の直下には、ダミー端子２３ｄが存在する。
【００４５】
図１３は、図１２のＹ−Ｙ’断面図である。図に示すとおり、ダミープローブ針２７３の直下には、ダミー端子２３ｄが存在するが、隣接するダミープローブ針２７２及び２７４の下にも、それぞれ、ダミー端子２３ｃ及び２３ｅが存在し、結局、３本のダミープローブ針２７２、２７３、２７４が、ダミー端子２３ｃ〜２３ｅ及びコモン端子２３ＣＯＭを介して、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通状態にある。Ｘはダミープローブ針２７１〜２７５の先端径、Ｗ、Ｄ、Ｙは、上述したとおり、それぞれ、ダミープローブ針２７１〜２７５の配置間隔、ダミー端子２３ａ〜２３ｇの配置間隔、ダミー端子２３ａ〜２３ｇの幅方向の長さである。なお、図１３において、ダミープローブ針２７１〜２７５は、プローブ針上に番号を記すことによって、ダミー端子２３ａ〜２３ｇは、各ダミー端子の下にアルファベットａ〜ｇを記すことによって示してある。
【００４６】
マクロアライメント用のコモンプローブ針２６ＣＯＭ及びダミープローブ針２６１〜２６１９と同様に、マイクロアライメント用のコモンプローブ針２７ＣＯＭ及びダミープローブ針２７１〜２７５も、通常、テスト用のプローブ針とともに、プローブカード１１に取り付けられている。これらコモンプローブ針２７ＣＯＭ及びダミープローブ針２７１〜２７５は、ＴＡＢテープ７上に形成されているマイクロアライメント用のコモン端子２３ＣＯＭ及びダミー端子２３ａ〜２３ｇに対し、検査位置において、検査対象の半導体チップ１５を担持するＴＡＢテープ７が正規の位置にあるときに、中央のダミープローブ針２７３の中心線βが中央のダミー端子２３ｄの中心線α上に来るように設定される。したがって、図１３に示すように、中央のダミープローブ針２７３がその中央位置でダミー端子２３ｄに接触し、隣接するダミープローブ針２７２及び２７４が、それぞれ、ダミー端子２３ｃ及び２３ｅに接触していれば、ＴＡＢテープ７は検査位置において、少なくともダミー端子２３ａ〜２３ｇの櫛状の配列方向（図１２、図１３における左右方向）に関し、正規の位置にあることになる。
【００４７】
なお、コモン端子２３ＣＯＭの幅、すなわち、ダミー端子２３ａ〜２３ｇの配列方向（図１２、図１３における左右方向）に沿った長さは、最も外側にあるダミープローブ針２７１又は２７５が最も外側にあるダミー端子２３ａ又は２３ｇと十分に接触できる位置まで移動しても、コモンプローブ針２７ＣＯＭとコモン端子２３ＣＯＭとの電気的接触が絶たれない長さに選ばれる。また、図示の例では、ダミー端子の数は７本、ダミープローブ針の数は５本であるが、ダミー端子及びダミープローブ針の数は、これらに限られない。ただし、ダミー端子の数はダミープローブ針の数よりも２多い数とするのが好ましい。
【００４８】
以下、図１３、図１４を用いて、マイクロアライメント用のコモンプローブ針２７ＣＯＭと電気的に導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせと、アライメント用の補正量との対応関係について説明する。
【００４９】
図１３において、中央のダミープローブ針２７３は、その中央位置でダミー端子２３ｄに接触し、隣接するダミープローブ針２７２及び２７４も、それぞれ、ダミー端子２３ｃ及び２３ｅに接触しており、ＴＡＢテープ７は正規の位置にある。この状態から、ＴＡＢテープ７が例えば図中左方向又は右方向にｓ１だけずれると、ダミープローブ針２７１又はダミープローブ針２７５のいずれかが、ダミー端子２３ｂ又は２３ｆと接触することになる。この場合でも、ダミープローブ針２７２〜２７４は、依然として、それぞれのダミー端子２３ｃ〜２３ｅと接触状態にあるから、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７４及び２７１、又はコモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７４及び２７５とが導通状態になることになる。
【００５０】
このときの距離ｓ１を求めると、ｓ１は、ダミープローブ針２７３〜２７５間の間隔、２×Ｗから、ダミー端子２３ｄ〜２３ｆの間隔、２×Ｄを減算し、さらに、ダミー端子２３ｆの幅方向の長さＹの（１／２）と、ダミープローブ針２７５の先端径Ｘの（１／２）とを減算した長さ、すなわち、
ｓ１＝２Ｗ−２Ｄ−（Ｙ／２）−（Ｘ／２）
となる。
【００５１】
つまり、ダミープローブ針２７２〜２７４だけでなく、ダミープローブ針２７１又は２７５がコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７は、図中左又は右方向に少なくとも距離ｓ１だけずれていることになり、逆に、ダミープローブ針２７２〜２７４だけがコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通状態にあるときには、ＴＡＢテープ７のずれ量は、±ｓ１未満ということになる。
【００５２】
図１４は、図１３に示す状態からＴＡＢテープ７が図中右方向にずれて、左から２番目のダミープローブ針２７２がダミー端子２３ｃと接触しなくなる限界の状態を示している。このときのずれの量ｓ２は、図から明らかなとおり、
ｓ２＝｛Ｄ＋（Ｙ／２）｝−｛Ｗ−（Ｘ／２）｝
となる。
【００５３】
つまり、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２、２７３、２７４、２７５とが導通状態であるときには、ＴＡＢテープ７の図中右方向へのずれ量は、図中右方向へのずれを「マイナス」の符号にすると−ｓ１以上、−ｓ２以下ということになる。図１３に示す状態からＴＡＢテープ７が図中左方向にずれた場合も、ただ、ｓ１、ｓ２の距離が「マイナス」に変えて「プラス」を付して表されるだけで、同様である。以上の結果をまとめると表４のようになる。
【００５４】
【表４】
【００５５】
ところで、マクロアライメント用の補正量の場合と同様に、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の幅は均等である方が望ましいので、今、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７４とが導通状態であるときのずれ量の幅（＝２×ｓ１）と、コモンプローブ針２７ＣＯＭとダミープローブ針２７２〜２７５が導通状態であるときのずれ量の幅（＝ｓ２−ｓ１）とが等しいと仮定して、そのときの、Ｗ、Ｄ、Ｘ、Ｙの関係を求めると以下のようになる。
【００５６】
すなわち、２ｓ１＝ｓ２−ｓ１と仮定して、これに上記で求めたｓ１、ｓ２を代入すると、
２｛２Ｗ−２Ｄ−（Ｙ／２）−（Ｘ／２）｝＝｛Ｄ＋（Ｙ／２）｝−｛Ｗ−（Ｘ／２）｝−｛２Ｗ−２Ｄ−（Ｙ／２）−（Ｘ／２）｝
となり、これを整理すると、
４Ｗ−４Ｄ−Ｙ−Ｘ＝３Ｄ−３Ｗ＋Ｙ＋Ｘ
つまり、７（Ｗ−Ｄ）＝２（Ｘ＋Ｙ）となり、ダミープローブ針２７１〜２７５の配置間隔Ｗとその先端径Ｘ、及びダミーパッド２３ａ〜２３ｇの配置間隔Ｄと幅Ｙとが、７（Ｗ−Ｄ）＝２（Ｘ＋Ｙ）の場合には、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針の組み合わせが変わることによって導かれるずれ量の範囲は均等になることが分かる。
【００５７】
以上の結果に基づいて、通常の汎用されているプローブ針の先端径が約２０μｍ程度であることを前提に、Ｗ、Ｘ、Ｄ、Ｙの関係を検討した結果、Ｗ＝６０μｍ、Ｘ＝２２．５μｍ、Ｄ＝５０μｍ、Ｙ＝１２．５μｍとした場合には、ずれ量のピッチは５μｍと均等になることが確認された。この場合のコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせと、そのときのずれ量、及び補正量の対応関係を表５に示す。なお、ずれ量には幅があるので、各ずれ量の範囲の平均値をもってアライメント用の補正量としている。また、当然のことながら、補正量の符号はずれ量の符号と反対になる。
【００５８】
【表５】
【００５９】
このように、コモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせと、アライメント用の補正量との間には対応関係があるので、この対応関係を記憶装置に記憶させておき、アライメント時に求められるコモンプローブ針２７ＣＯＭと導通するダミープローブ針２７１〜２７５の組み合わせに基づいて、対応する補正量を記憶装置から読み出すことによって、アライメント用の補正量を、ずれの方向まで含めて、定量的に知ることができる。後は、読み出された補正量に基づいて、半導体チップ１５をテスト用プローブ針２５、２５・・・に対して相対的に移動させ、両者の位置関係を合わせればよい。
【００６０】
なお、図４に示したように、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とが、それぞれ２セットずつＴＡＢテープ７に設けられている場合には、プローブカード１１にも、マクロアライメント用及びマイクロアライメント用のコモンプローブ針及びダミープローブ針のセットが、それぞれ対応する位置に、２セットずつ取り付けられていることになる。このように、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とが、それぞれ２セットずつＴＡＢテープ７に設けられている場合には、それぞれの端子とダミープローブ針を接触させて求められる補正量の平均値をもって、アライメント用の補正量とすることができる。したがって、例えば、ＴＡＢテープ７上における端子２２又は２３の形成位置に若干のずれがあったとしても、そのずれを平均して均すことができるので、より精度の高いアライメントを実現することが可能となる。
【００６１】
さらに、図４に示した例では、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とは、いずれも、ＴＡＢテープ７のテープ送り方向とは直角方向の位置ずれを検出する方向に配置されているが、これは、ＴＡＢテープ７に形成されているテストパッドは、通常、ＴＡＢテープ７の送り方向にある程度の長さをもって形成されており、ＴＡＢテープ７の送り方向に関しては、それほど高いアライメント精度が求められないからである。必要な場合には、マクロアライメント用の端子２２と、マイクロアライメント用の端子２３とを、図４に示す配置とは９０度回転した配置として、ＴＢＡテープ７の送り方向における位置ずれを検出することができることは勿論である。
【００６２】
図１５は、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法による位置合わせの手順を示すフローチャートである。図１５に示されるとおり、本発明においては、ハンドラーとテスターとが、情報を交換しながら、まず、上述したマクロアライメント用の端子及びプローブを用いて得られる補正量に基づいて、マクロ位置合わせを行い、次に、マイクロアライメント用の端子及びプローブを用いて得られる補正量に基づいてマイクロ位置合わせを行う。そして、いずれの位置合わせも完了した時点で、テスターは所定の電気的特性の検査を行うことになる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上の述べたとおり、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法によれば、検査対象である半導体チップを担持した基体の検査位置における位置ずれを、補正量として、定量的に知ることができるので、アライメント作業における試行錯誤の回数を減らし、効率の良い位置合わせを行うことができるので、極めて有用である。また、本発明の半導体チップを担持する基体及びプローブカードによれば、本発明のアライメント機能を有する半導体検査装置及びアライメント方法に使用されることにより、基準位置からのずれ量を補正量として定量的に把握することを可能にし、効率の良いアライメントを実現することができるという優れた産業上の有用性が得られる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 半導体検査装置
２ ハンドラー
３ テスター
４ デバイスリール
７ ＴＡＢテープ
８ プッシャー
９ ＸＹ移動ステージ
１０ 駆動装置
１１ プローブカード
１２ テスターヘッド
１３ プローブ基板
１４ 配線基板
１５ 半導体チップ
１６ プローブ針
１７ プラットフォーム
１７ａ 凹部
１８ 貫通穴
２２ マクロアライメント用端子
２３ マイクロアライメント用端子
２５ テスト用プローブ針
２６ アライメント用プローブ針
Ｗ アライメント用プローブ針の配置間隔
Ｘ アライメント用プローブ針の先端径
Ｌ マクロアライメント用ダミー端子の幅
Ｄ マイクロアライメント用のダミー端子の配置間隔
Ｙ マイクロアライメント用ダミー端子の幅
Ｓ、ｓ ずれ量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置であって、検査対象である半導体チップを担持する基体を検査位置まで送る手段；検査位置まで送られた基体に対して、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のそれぞれと接触又は離脱させる手段；コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる手段；電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する手段；電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて前記対応関係を記憶する手段からアライメント用の補正量を読み出す手段；読み出された補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置を合わせる手段を備えているアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項２】
コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針がテスト用プローブ針とともにプローブカードに取り付けられており、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を、検査対象である半導体チップを担持している基体に対して相対的に移動させる手段が、当該プローブカードを基体に対して相対的に移動させる駆動装置を備えている請求項１記載のアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項３】
電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する手段が、当該対応関係を、マクロアライメント用とマイクロアライメント用の少なくとも２種類記憶している請求項１又は２に記載のアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項４】
検査対象である半導体チップを担持している基体がＴＡＢテープである請求項１〜３のいずれかに記載のアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項５】
半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置におけるアライメント方法であって、１）検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体を、検査位置まで送る工程；２）検査位置まで送られた基体に対し、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、アライメント用のコモン端子にはコモンプローブ針を、ダミー端子には複数のダミープローブ針のうちのいずれかを、それぞれ、電気的に接触させる工程；３）コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる工程；４）電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて、電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する記憶装置から、アライメント用の補正量を読み出す工程；５）読み出した補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わす工程；を含む半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項６】
基体には、コモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のセットが、マクロアライメント用とマイクロアライメント用に、それぞれ、少なくとも１セットずつ形成されており、上記２）〜５）の工程が、マクロアライメント用とマイクロアライメント用のコモン端子及びダミー端子のセットのそれぞれについて、それぞれ、マクロアライメント用又はマイクロアライメント用のコモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を用いて、少なくとも１回ずつ繰り返される請求項５記載の半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項７】
コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針がテスト用プローブ針とともにプローブカードに取り付けられており、上記２）の工程が、検査位置まで送られた基体に対し、プローブカードを相対的に移動させる工程である請求項５又は６記載の半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項８】
検査対象である半導体チップを担持している基体がＴＡＢテープである請求項５〜７のいずれかに記載の半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項９】
検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体。
【請求項１０】
アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が、長尺状のコモン端子と、コモン端子の長尺状の中央部から長尺状の長手方向に対し直角方向に突出した１つのダミー端子である請求項９記載の基体。
【請求項１１】
アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が、櫛状に突出した複数のダミー端子と、それらダミー端子の櫛状の根元部に対し、その根元部の中央部で、電気的に接続されたコモン端子である請求項９記載の基体。
【請求項１２】
コモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のセットが、マクロアライメント用とマイクロアライメント用に、それぞれ、少なくとも１セットずつ形成されている請求項９〜１１のいずれかに記載の基体。
【請求項１３】
基体がＴＡＢテープである請求項９〜１２のいずれかに記載の基体。
【請求項１４】
検査対象とする半導体チップを担持する基体に形成されているコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子に対応する位置に、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を備えているプローブカード。
【請求項１５】
コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針のセットを、マクロアライメント用とマイクロアライメント用に、それぞれ、少なくとも１セットずつ備えている請求項１４記載のプローブカード。
【請求項１６】
プローブ基板を担持するプラットフォームが、プローブ基板の略中央部に設けられている貫通穴を介して検査対象である半導体チップを担持している基体に向かって開口し、プロービング時に検査対象である半導体チップの少なくとも一部を収容する凹部を備えている請求項１４又は１５記載のプローブカード。
【請求項１】
半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置であって、検査対象である半導体チップを担持する基体を検査位置まで送る手段；検査位置まで送られた基体に対して、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、基体上に形成されているアライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のそれぞれと接触又は離脱させる手段；コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる手段；電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する手段；電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて前記対応関係を記憶する手段からアライメント用の補正量を読み出す手段；読み出された補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置を合わせる手段を備えているアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項２】
コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針がテスト用プローブ針とともにプローブカードに取り付けられており、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を、検査対象である半導体チップを担持している基体に対して相対的に移動させる手段が、当該プローブカードを基体に対して相対的に移動させる駆動装置を備えている請求項１記載のアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項３】
電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する手段が、当該対応関係を、マクロアライメント用とマイクロアライメント用の少なくとも２種類記憶している請求項１又は２に記載のアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項４】
検査対象である半導体チップを担持している基体がＴＡＢテープである請求項１〜３のいずれかに記載のアライメント機能を有する半導体検査装置。
【請求項５】
半導体チップの電極パッド又はテストパッドにテスト用プローブ針の先端を電気的に接触させて半導体チップの電気的特性を検査する半導体検査装置におけるアライメント方法であって、１）検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体を、検査位置まで送る工程；２）検査位置まで送られた基体に対し、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を相対的に移動させ、アライメント用のコモン端子にはコモンプローブ針を、ダミー端子には複数のダミープローブ針のうちのいずれかを、それぞれ、電気的に接触させる工程；３）コモンプローブ針及びダミープローブ針間の電気的導通を調べる工程；４）電気的に導通したコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせに基づいて、電気的に導通するコモンプローブ針とダミープローブ針の組み合わせとアライメント用の補正量との対応関係を記憶する記憶装置から、アライメント用の補正量を読み出す工程；５）読み出した補正量に基づいて、半導体チップとテスト用プローブ針との相対的な位置関係を合わす工程；を含む半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項６】
基体には、コモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のセットが、マクロアライメント用とマイクロアライメント用に、それぞれ、少なくとも１セットずつ形成されており、上記２）〜５）の工程が、マクロアライメント用とマイクロアライメント用のコモン端子及びダミー端子のセットのそれぞれについて、それぞれ、マクロアライメント用又はマイクロアライメント用のコモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を用いて、少なくとも１回ずつ繰り返される請求項５記載の半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項７】
コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針がテスト用プローブ針とともにプローブカードに取り付けられており、上記２）の工程が、検査位置まで送られた基体に対し、プローブカードを相対的に移動させる工程である請求項５又は６記載の半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項８】
検査対象である半導体チップを担持している基体がＴＡＢテープである請求項５〜７のいずれかに記載の半導体検査装置におけるアライメント方法。
【請求項９】
検査対象である半導体チップを担持するとともに、アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が形成されている基体。
【請求項１０】
アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が、長尺状のコモン端子と、コモン端子の長尺状の中央部から長尺状の長手方向に対し直角方向に突出した１つのダミー端子である請求項９記載の基体。
【請求項１１】
アライメント用のコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子が、櫛状に突出した複数のダミー端子と、それらダミー端子の櫛状の根元部に対し、その根元部の中央部で、電気的に接続されたコモン端子である請求項９記載の基体。
【請求項１２】
コモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子のセットが、マクロアライメント用とマイクロアライメント用に、それぞれ、少なくとも１セットずつ形成されている請求項９〜１１のいずれかに記載の基体。
【請求項１３】
基体がＴＡＢテープである請求項９〜１２のいずれかに記載の基体。
【請求項１４】
検査対象とする半導体チップを担持する基体に形成されているコモン端子及び該コモン端子と電気的に接続されている１又は複数のダミー端子に対応する位置に、コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針を備えているプローブカード。
【請求項１５】
コモンプローブ針及び複数のダミープローブ針のセットを、マクロアライメント用とマイクロアライメント用に、それぞれ、少なくとも１セットずつ備えている請求項１４記載のプローブカード。
【請求項１６】
プローブ基板を担持するプラットフォームが、プローブ基板の略中央部に設けられている貫通穴を介して検査対象である半導体チップを担持している基体に向かって開口し、プロービング時に検査対象である半導体チップの少なくとも一部を収容する凹部を備えている請求項１４又は１５記載のプローブカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２３７１０８（Ｐ２０１０−２３７１０８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６８６６（Ｐ２００９−８６８６６）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１５３０１８）株式会社日本マイクロニクス (349)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１５３０１８）株式会社日本マイクロニクス (349)
【Ｆターム（参考）】
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