JP2005223244A - チップの飛び出し位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイシング用テープからのチップの剥れを事前に検出して、チップ、プローブカード針等の破損を防止するチップの飛び出し位置検出方法を提供する。
【解決手段】 ステージ２の側方に配置され、Ｘ軸又はＹ軸方向に整列された横列又は縦列単位内での半導体チップ１０の剥れを検出する第１の検出手段９Ａと、ステージ２の上方に配置され、第１の検出手段により検出された剥れ半導体チップを含む単位横列又は単位縦列内での剥れ半導体チップの位置を検出する第２の検出手段９Ｂとを備えていて、ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動しながら、第１及び第２の検出手段によってＸ軸及びＹ軸方向に整列配置された多数の半導体チップ中の剥れ半導体チップのＸ−Ｙ座標軸上での位置を特定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ダイシング用テープに固定された多数の半導体チップの電気的な特性検査を行うに際しての、ダイシング用テープからの半導体チップの剥れの位置を検出するチップの飛び出し位置検出方法に関する。

ウェハの表面には同一の電気素子回路が形成された多数の半導体デバイスが形成されており、この電気素子回路を個々の半導体デバイス（半導体チップ）として切断する前に、各電気素子回路の電気的特性を検査するために、プローバによってその良・不良を判定している。このプローバは、一般にウェハの各半導体デバイスに対応する触針を有し、テスタに接続されるプローブカードと、ウェハの各半導体デバイスとを順次対応させて、半導体デバイスの電極パッドに触針を接触させるようにして、電気的な測定を行うように構成されている。

近年、電子機器、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、携帯情報端末等の小型・軽量・薄型化を実現するために、半導体集積回路に対する実装技術は、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）又はウェハレベル・チップ・サイズ・パッケージ（ＷＣＳＰ）の段階に入っている。このような、ＣＳＰは、半導体チップを積層して使用するものである。
このためウェハにおいても、１００μｍ以下に薄化したウェハが要求されており、このように薄肉化したウェハでは、プローバによる電気的特性検査後のダイシング工程で個々の半導体チップに切断する過程において、不良がでる可能性が高くなる。また、出来るだけ半導体チップとしての製品の最終段階で電気的特性検査を行うことによって、実装製品の不良化率を少なくしたいという要望がある。

そこで、従来より半導体チップの状態で電気的特性検査を行うことが、フレーム搬送プローバによって行われている。その場合、ダイシング工程での切断によって半導体チップが個々にばらばらになるのを防止するため、多数の半導体デバイスが形成されたウェハの電子素子回路が形成されていない面にダイシング用テープを貼付してから、ウェハをダイシングするようにしている。このダイシング用テープもウェハの形状と同様の円形状をしており、ウェハをダイシングした後に、ダイシング用テープを拡径するように引き延ばして、リング状の金属製フレームによってその引き延ばした状態で保持される。即ち、ダイシングされた個々の半導体チップの間隔（切れ目）が多少拡げられた状態でダイシング用テープ上に貼り付けられたまま保持される。このような状態でフレームによって搬送され、フレーム搬送プローバのステージ上に保持された状態で個々の半導体チップの電気的特性検査が行われている。

しかしながら、上述した従来の方法では、時として半導体チップがダイシング用テープから剥れかかっている場合がある。この状態で電気的特性検査の測定を開始すると、剥れかかっている半導体チップがフレーム搬送プローバのプローブカード針に接触して、針やチップを破損したり、半導体チップを位置決めするためのアライメント実行時にアライメントカメラにぶつかり、アライメントカメラやチップを破損するといった問題が生じていた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体チップのダイシング用テープからの剥れ及び飛び出しを事前に検出すると供にその位置を特定することによって、半導体チップ、プローブカード針及びアライメントカメラ等の破損を防止することができるチップの飛び出し位置検出方法を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のチップの飛び出し位置検出方法を提供する。
請求項１に記載のチップの飛び出し位置検出方法は、フレーム搬送プローバの側方に配置され、Ｘ軸又はＹ軸方向に整列された横列又は縦列単位内での半導体チップの飛び出し又は剥れを検出する第１の検出手段と、フレーム搬送プローバの上方に配置され、第１の検出手段により半導体チップの飛び出し又は剥れが検出された異常な半導体チップを含む単位横列又は単位縦列内での異常な半導体チップの位置を検出する第２の検出手段とを備えていて、フレーム搬送プローバのステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動しながら、第１及び第２の検出手段によって、Ｘ軸及びＹ軸方向に整列配置された多数の半導体チップにおける異常な半導体チップのＸ−Ｙ座標軸上での位置を特定するようにしたものである。これにより、半導体チップのダイシング用テープからの剥れ及び飛び出しを事前に検出し、その位置を知ることができ、これらの異常な半導体チップを事前に取り除くことで、これらチップとの接触によるプローブカード針、アライメントカメラ及び半導体チップ等の破損を防止することができる。

請求項２のチップの飛び出し位置検出方法は、第１及び第２の検出手段が、レーザ光を利用したものであることを特定したものである。
請求項３に記載の不良電極パッドの検出方法は、請求項１又は２に記載のチップの飛び出し位置検出方法を利用して、プローバ上にセットされたウェハの各半導体デバイスにおける不良の電極パッドを検出しようとするものであり、これにより、不良の電極パッドによる触針の曲げ等の不良の発生を防止し、プローブカードの破損を防ぐことができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態のフレーム搬送プローバについて説明する。通常のプローバとフレーム搬送プローバとは、先に述べたように、プローバがウェハ上に形成された半導体デバイスの電気特性検査を行うものであるのに対し、フレーム搬送プローバが、ウェハから個々にダイシングされた半導体チップの電気特性検査を行うものである点が異なるだけで、プローバとしての機構は、同様の機構を有するものである。図１は、本発明のフレーム搬送プローバの概略の全体構成を示す図である。図２は、本発明の特徴である第１と第２の検出手段よりなる剥離検出手段を説明する図である。

フレーム搬送プローバ１は、通常のプローバと同様に、ステージ２、ステージ駆動用モータ３、触針４１が設けられたプローブカード４、テスタ５、アライメント光学装置６、ステージ側のＣＣＤカメラ７及び制御部８等より構成されると共に、第１と第２の検出手段９Ａ，９Ｂよりなる剥離検出手段９を有している。
ウェハからダイシングされた個々の半導体チップ１０は、ダイシング用テープ１１上に貼着された状態でリング状のフレーム１２によって保持され、この状態で搬送される。この状態の半導体チップ１０を形成するのは、先に述べたように、電気素子回路の形成されていないウェハの裏面にダイシング用テープ１１を貼着し、ウェハをダイシングする。このダイシングによって個々の半導体チップ１０に切断されたままダイシング用テープ１１に貼り付けられた状態となる。次いで、ダイシング用テープ１１を径方向に等しく引き延ばして、この引き延ばした状態のままリング状のフレーム１２によって保持される。こうして、この状態で半導体チップ１０がフレーム１２で搬送される。

半導体チップ１０は、フレーム１２ごとステージ２の上部のチャック部２１に載置され、保持される。ステージ２は制御部８によって制御されるステージ駆動用モータ３によって、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及びＺ軸を中心とするθ回転方向に移動可能に構成され、ステージ２のチャック部２１に保持された半導体チップ１０を３次元的に移動することができる。

半導体チップ１０の表面には、多数の電極パッド（図示せず）が形成されており、プローブカード４には、半導体チップ１０の電極パッドに対応する触針４１が設けられている。従ってテスタ５に接続されているプローブカード４の触針４１を半導体チップ１０の電極パッドに接触させることにより、半導体チップ１０の電気的特性を検査することができる。なお、複数の半導体チップ１０を一度に検査する場合は、プローブカード４にはそれらの電極パッドの数に対応した数の触針４１が設けられる。

なお、本発明のフレーム搬送プローバ１においても、通常のプローバと同様にプローブカード４の触針４１と半導体チップ１０の電極パッドとの位置合わせを行う、アライメントカメラをしたアライメント光学装置６を備えている。即ち、ステージ２には、触針４１を下方から撮像して針の先端位置を検出するＣＣＤカメラ７が取り付けられており、ステージ２を移動してＣＣＤカメラ７を動かし、その焦点を合わせながら触針４１の先端の位置を測定し、その結果を制御部８に入力するようにしている。またアライメント光学装置６は、半導体チップ１０のパターンを認識して制御部８に入力している。このようにして、制御部８ではアライメント光学装置６で得られた情報とステージ２のＣＣＤカメラ７で得られた触針４１の先端の位置情報とに基づき、公知の画像処理技術を用いて、触針４１の先端と半導体チップ１０の電極パッドとの位置合わせを自動で行うことができる。

更に本発明のフレーム搬送プローバ１には、本発明の特徴であるダイシング用テープ１１からの半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しを検出する、第１の検出手段９Ａと第２の検出手段９Ｂよりなる剥離検出手段９が設けられている。剥離検出手段９の第１の検出手段９Ａは、レーザ光Ｌを発光する発光部９１と、この発光部９１からレーザ光Ｌを受光する受光部９２と、この受光部９２で受光されたレーザ光Ｌを受光量の増減によって半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しを判定する判定部９３及びアンプ部９４とから構成されている。発光部９１で発光されたレーザ光Ｌは、レンズ９５によって平行光線に変えられ、半導体チップ１０上を受光部９２に向って進む。半導体チップ１０ａがダイシング用テープ１１から剥れて一部が浮いた状態にあるとき、一部のレーザ光Ｌはこの半導体チップ１０ａにより遮られ、受光部９２に達しない。このように、レーザ光Ｌを半導体チップ１０の上方で発光させ、例えば、ステージ２をＺ軸方向に移動させることにより、徐々に半導体チップ１０の上面に近づけて行き、受光部９２での受光量の増減でＸ軸又はＹ軸に平行な横列又は縦列内での半導体チップ１０ａのダイシング用テープ１１からの剥れ又は飛び出しを検出することができる。

この場合、図３に示すように第１の検出手段９Ａである発光部９１と受光部９２とをＸ軸方向に配置しているときは、ステージ２をＹ軸方向に走行することによって、Ｘ軸に平行な全ての横列内での半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しの存否を検出することができる。なお、第１の検出手段９Ａである発光部９１と受光部９２とをＹ軸方向に配置しているときは、ステージ２をＸ軸方向に走行することによって、Ｙ軸に平行な全ての縦列内での半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しの存否を検出することができる。しかしながら、この第１の検出手段９Ａのみでは、横列又は縦列内の半導体チップ１０ａの剥れ又は飛び出しの存在を検出することができても、横列又は縦列内のどの半導体チップ１０ａが剥れ又は飛び出しているかを特定することはできない。即ち、Ｘ−Ｙ座標軸上の個々の半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しの存否を正確に検出することはできない。

そこで、本発明では剥離検出手段９として第２の検出手段９Ａが設けられている。この第２の検出手段９Ａは、ステージ２の上方に配置されており、レーザ光Ｍを発光する発光部（図示せず）と反射したレーザ光Ｍを受光する受光部（図示せず）を有していて、半導体チップ１０の凹凸状況から剥れ又は飛び出しを判定する判定部９３及びアンプ部９４に接続している。第１の検出手段９Ａでは、レーザ光Ｌの受光量の増減で半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しを判定していたが、第２の検出手段９Ｂでは、発光から受光までの時間の経時的変化による半導体チップ１０の凹凸状況から、その剥れ又は飛び出しを判定するものである。

即ち、第１の検出手段９Ａにより、例えばＸ軸に平行な特定の横列内に半導体チップ１０ａの剥れ又は飛び出しがあると判定された場合、ステージ２をＹ軸方向に移動して、上記の特定の横列が第２の検出手段９Ｂの真下になるようにする。この状態で、ステージ２をＸ軸方向に移動して、剥れ又は飛び出しがあった半導体チップ１０ａの上記特定の横列の位置を特定する。
なお、第１の検出手段９ＡがＹ軸方向に配置され、Ｙ軸に平行な特定の縦列内に半導体チップ１０ａの剥れ又は飛び出しが検出された場合でも、上述したのと同様の方法で、剥れ又は飛び出しがあった半導体チップ１０ａの特定の縦列内での位置を特定することができる。
このようにして、剥離検出手段９である第１の検出手段９Ａ及び第２の検出手段９Ｂを使用することで、剥れ又は飛び出しがあった半導体チップ１０ａのＸ−Ｙ座標軸上での位置を特定することができる。

このようにして、判定部９３で不具合として判定され、その位置が特定された半導体チップ１０ａは、手動又は自動で取り除かれるか、又はこの不具合の半導体チップ１０ａを避けるようにして、電気的特性検査が行われる。このようにして、剥れ又は飛び出した半導体チップとプローブカード針又はアライメントカメラ等との接触を避けることができ、これらの破損を防止することができる。
また本発明では、ステージのＸ軸方向かＹ軸方向の一方の側方にしか検出手段を設置するスペースがなく、かつステージの上方に検出手段を設置するスペースがある場合において、好適である。

なお、上述の実施形態では、レーザ光Ｌ，Ｍを使用することで半導体チップ１０のダイシング用テープ１１からの剥れ又は飛び出しを検出しているが、レーザ光Ｌ，Ｍに代えて超音波を利用するようにしてもよい。当然この場合には、レーザ光の発光部９１に代えて超音波の発信部が、レーザ光の受光部に代えて超音波の受信部が使用される。

なお、上述の実施形態においては、ダイシング用テープ１１からの半導体チップ１０の剥れ又は飛び出しを検出しているが、同様の原理を利用してプローブ上にセットされたウェハの各半導体デバイスに形成された電極パッドにおける不良の電極パッドの検出も可能である。即ち、半導体デバイス上には、バンプパッド等の電極パッドが形成されているが、時として、電極パッドが正常の電極パッドよりも高く生成されている場合がある。このような不良の電極パッドにプローブカードの触針が接触すると、触針に異常な力がかかり、触針が曲がったり、破損したりし、プローブカードの破損の原因となる。そこで、予め不良の電極パッドの位置座標を知り、プロービングを避け、プローブカードの破損を防ぐ必要がある。本発明の第１の検出手段及び第２の検出手段を使用することにより、ウェハ上の不良の電極パッドの位置を検出することができる。

本発明の実施の形態のチップの飛び出し位置検出方法を適用するフレーム搬送プローバの概略の全体構成を示す図である。 本発明のチップの飛び出し位置検出方法を説明する側面図である。 本発明のチップの飛び出し位置検出方法を説明する平面図である。

符号の説明

９…剥離検出手段
９Ａ…第１の検出手段
９Ｂ…第２の検出手段
９１…発光部
９２…受光部
１０…半導体チップ
１０ａ…剥れた半導体チップ
１１…ダイシング用テープ
１２…フレーム
Ｌ，Ｍ…レーザ光

Claims (3)

1. Ｘ軸及びＹ軸方向に整列配置されたダイシング済みの多数の半導体チップの電気的特性検査を行うフレーム搬送プローバ上にセットされた、ダイシングテープに貼着された半導体チップの飛び出し又は剥れを検出すると共に、この検出された異常な半導体チップのＸ−Ｙ座標軸上の位置を特定することができるチップの飛び出し位置検出方法において、
   フレーム搬送プローバのステージの側方に配置され、Ｘ軸又はＹ軸方向に整列された横列又は縦列単位内での半導体チップの飛び出し又は剥れを検出する第１の検出手段と、
   フレーム搬送プローバのステージの上方に配置され、前記第１の検出手段により半導体チップの飛び出し又は剥れが検出された前記異常な半導体チップを含む単位横列又は単位縦列内での前記異常な半導体チップの位置を検出する第２の検出手段と、
   を備えていて、
   前記ステージをＸ軸及びＹ軸方向に移動しながら、前記第１及び第２の検出手段によって、飛び出し又は剥れがあった前記異常な半導体チップのＸ−Ｙ座標軸上での位置を特定することを特徴とするチップの飛び出し位置検出方法。
2. 前記第１及び第２の検出手段が、レーザ光を使用して半導体チップの飛び出し又は剥れを検出することを特徴とする請求項１に記載のチップの飛び出し位置検出方法。
3. 請求項１又は２に記載のチップの飛び出し位置検出方法を利用して、プローバ上にセットされたウェハの各半導体デバイスにおける不良の電極パッドを検出する不良電極パッド検出方法。

Images