JP2008010561A - Method for aligning probe, and method for controlling wafer stage - Google Patents

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Masayoshi Okamoto
正芳 岡元
Bunji Yasumura
文次 安村
Hideyuki Matsumoto
秀幸 松本
Yasuo Takamura
保雄 高村
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Renesas Technology Corp
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of surely recognizing a needle point of a probe when a probe inspection is carried out by using a prober with the probe formed by a manufacturing technique for a semiconductor integrated circuit device. <P>SOLUTION: A base 61B supporting the probe is recognized, and the side face 61C of the quadrangular pyramidal probe is recognized as surrounded by the base 61B in a plane. The front end 61A is recognized lastly in the probe surrounded by the side face 61C of the probe in the plane. Consequently, the place (coordinates) of the front end 61A of the probe is acquired. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プローブの位置合わせ技術およびウエハステージ制御技術に関し、特に、半導体集積回路装置の電極パッドにプローブカードの探針を押し当てて行う半導体集積回路の電気的検査に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a probe alignment technique and a wafer stage control technique, and in particular, a technique effective when applied to an electrical inspection of a semiconductor integrated circuit performed by pressing a probe of a probe card against an electrode pad of a semiconductor integrated circuit device. It is about.

日本特開平7−283280号公報(特許文献1)、日本特開平8−50146号公報(特許文献2(対応PCT国際公開WO95−34000))、日本特開平8−201427号公報(特許文献3)、日本特開平10−308423号公報(特許文献4)、日本特開平11−23615号公報(特許文献5(対応米国特許公報USP6,305,230))、日本特開平11−97471号公報(特許文献6(対応欧州特許公報EP1022775))、日本特開2000−150594号公報(特許文献7(対応欧州特許公報EP0999451))、日本特開2001−159643号公報(特許文献8)、日本特開2004−144742号公報(特許文献9)、日本特開2004−132699号公報(特許文献10)、日本特開2004−288672号公報(特許文献11)、日本特開2005−24377号公報(特許文献12)、日本特開2005−136302号公報(特許文献13)、および日本特開2005−136246号公報(特許文献14)には、半導体集積回路装置の製造技術を用いて形成された探針(接触端子)、絶縁フィルムおよび引き出し用配線を有するプローバの構造と、その製造方法と、テストパッドが狭ピッチ化したチップに対してもそのプローバを用いることによってプローブ検査の実施を可能とする技術とが開示されている。
特開平7−283280号公報 特開平8−50146号公報 特開平8−201427号公報 特開平10−308423号公報 特開平11−23615号公報 特開平11−97471号公報 特開2000−150594号公報 特開2001−159643号公報 特開2004−144742号公報 特開2004−132699号公報 特開2004−288672号公報 特開2005−24377号公報 特開2005−136302号公報 特開2005−136246号公報
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-283280 (Patent Document 1), Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-50146 (Patent Document 2 (corresponding PCT International Publication WO95-34000)), Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-2014427 (Patent Document 3). JP-A-10-308423 (Patent Document 4), JP-A-11-23615 (Patent Document 5 (corresponding US Patent Publication USP 6,305,230)), JP-A-11-97471 (Patent) Document 6 (corresponding European Patent Publication EP1022775), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-150594 (Patent Document 7 (Corresponding European Patent Publication EP099451)), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-159643 (Patent Document 8), Japanese Unexamined Patent Publication 2004. -144742 (patent document 9), Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-132699 (patent document 10), No. 2004-288672 (Patent Document 11), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-24377 (Patent Document 12), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-136302 (Patent Document 13), and Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-136246 (Patent Document 11). Reference 14) describes a prober structure having a probe (contact terminal), an insulating film and a lead wiring formed by using a manufacturing technique of a semiconductor integrated circuit device, a manufacturing method thereof, and a test pad having a narrow pitch. A technique is also disclosed that makes it possible to carry out a probe test by using a prober for a chip that has been used.
JP-A-7-283280 JP-A-8-50146 JP-A-8-201427 JP-A-10-308423 Japanese Patent Laid-Open No. 11-23615 Japanese Patent Laid-Open No. 11-97471 JP 2000-150594 A JP 2001-159634 A JP 2004-144742 A JP 2004-132699 A JP 2004-288672 A JP 2005-24377 A JP 2005-136302 A JP 2005-136246 A

半導体集積回路装置の検査技術としてプローブ検査がある。このプローブ検査は、所定の機能どおりに動作するか否かを確認する機能テストや、DC動作特性およびAC動作特性のテストを行って良品/不良品を判別するテスト等を含む。プローブ検査においては、ウエハ出荷対応(品質の差別化)、KGD(Known Good Die)対応(MCP(Multi-Chip Package)の歩留り向上)、およびトータルコスト低減などの要求から、ウエハ状態でプローブ検査を行う技術が用いられている。   There is a probe inspection as an inspection technique for a semiconductor integrated circuit device. This probe inspection includes a function test for confirming whether or not the device operates according to a predetermined function, a test for determining a non-defective product / defective product by performing a test of DC operation characteristics and AC operation characteristics, and the like. In probe inspection, probe inspection is performed in the wafer state in response to demands for wafer shipment (quality differentiation), KGD (Known Good Die) support (MCP (Multi-Chip Package) yield improvement), and total cost reduction. Technology to do is used.

近年、半導体集積回路装置の多機能化が進行し、1個の半導体チップ(以下、単にチップと記す)に複数の回路を作りこむことが進められている。また、半導体集積回路装置の製造コストを低減するために、半導体素子および配線を微細化して、半導体チップ(以下、単にチップと記す)の面積を小さくし、半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)1枚当たりの取得チップ数を増加することが進められている。そのため、テストパッド(ボンディングパッド)数が増加するだけでなく、テストパッドの配置が狭ピッチ化し、テストパッドの面積も縮小されてきている。このようなテストパッドの狭ピッチ化に伴って、上記プローブ検査にカンチレバー状の探針を有するプローバを用いようとした場合には、探針をテストパッドの配置位置に合わせて設置することが困難になってしまう課題が存在する。   In recent years, semiconductor integrated circuit devices have become more multifunctional, and it has been promoted to create a plurality of circuits in one semiconductor chip (hereinafter simply referred to as a chip). Further, in order to reduce the manufacturing cost of the semiconductor integrated circuit device, the semiconductor element and the wiring are miniaturized to reduce the area of the semiconductor chip (hereinafter simply referred to as a chip), and the semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as the wafer). Increasing the number of chips acquired per sheet is underway. Therefore, not only the number of test pads (bonding pads) is increased, but also the arrangement of test pads is narrowed and the area of the test pads is also reduced. When a prober having a cantilever-like probe is used for the probe inspection as the pitch of the test pad is reduced, it is difficult to install the probe in accordance with the position of the test pad. There is a problem that becomes.

本発明者らは、半導体集積回路装置の製造技術を用いて形成された探針を有するプローバを用いることにより、テストパッドが狭ピッチ化したチップに対してもプローブ検査が実現できる技術について検討している。その中で、本発明者らは、以下のような課題を見出した。   The present inventors have studied a technique that can realize a probe inspection even for a chip having a narrow test pad pitch by using a prober having a probe formed by using a manufacturing technique of a semiconductor integrated circuit device. ing. Among them, the present inventors have found the following problems.

すなわち、上記探針は、半導体集積回路装置の製造技術を用いて金属膜およびポリイミド膜の堆積や、それらのパターニング等を実施することにより形成された薄膜プローブの一部であり、検査対象であるチップと対向する薄膜プローブの主面側に設けられている。そのため、カンチレバー状の探針を用いた場合と同様の手段で探針の針先を認識しようとすると、その針先を認識することができず、薄膜プローブの熱膨張または収縮等により針先の位置がずれている場合には、針先とテストパッドとの位置ずれが起こってプローブ検査が停止してしまい、半導体集積回路装置の生産性を低下させてしまうことになる。   That is, the probe is a part of a thin film probe formed by depositing a metal film and a polyimide film using a manufacturing technique of a semiconductor integrated circuit device, patterning them, and the like, and is an inspection object. It is provided on the main surface side of the thin film probe facing the chip. Therefore, when trying to recognize the tip of the probe with the same means as when using a cantilever-like probe, the tip of the probe cannot be recognized, and the tip of the probe cannot be recognized due to thermal expansion or contraction of the thin film probe. When the position is shifted, the position of the probe tip and the test pad is shifted and the probe inspection is stopped, so that the productivity of the semiconductor integrated circuit device is lowered.

また、プローブ検査時にウエハが載置されるウエハステージは、製造誤差等に起因してウエハが載置される面内で高さにばらつきが存在する。また、ウエハステージに載置されたウエハの主面(テストパッドが形成された素子形成面)や、薄膜プローブの主面にも製造誤差等に起因する高さのばらつきが存在する。そのため、これら高さのばらつきを解消してプローブ検査を実施しないと、薄膜プローブやウエハに加わる負荷が局所的に増大し、薄膜プローブやテストパッド下の回路等を破壊してしまう虞がある。   In addition, the wafer stage on which the wafer is placed at the time of probe inspection has a variation in height within the surface on which the wafer is placed due to a manufacturing error or the like. In addition, height variations caused by manufacturing errors and the like exist on the main surface of the wafer placed on the wafer stage (element formation surface on which the test pad is formed) and the main surface of the thin film probe. Therefore, unless the height variation is eliminated and the probe inspection is not performed, the load applied to the thin film probe and the wafer locally increases, and the thin film probe and the circuit under the test pad may be destroyed.

本願に開示された一つの代表的な発明の一つの目的は、半導体集積回路装置の製造技術によって形成された探針を有するプローバを用いてプローブ検査を実施する際に、探針の針先を確実に認識できる技術を提供することにある。   One object of one representative invention disclosed in the present application is to change the tip of a probe when performing probe inspection using a prober having a probe formed by a manufacturing technique of a semiconductor integrated circuit device. The purpose is to provide a technology that can be reliably recognized.

また、本願に開示された一つの代表的な発明の他の目的は、半導体集積回路装置の製造技術によって形成された探針を有するプローバを用いてプローブ検査を実施する際に、ウエハステージ、薄膜プローブおよびウエハ等の高さのばらつきを解消できる技術を提供することにある。   Another object of one representative invention disclosed in the present application is to perform a wafer inspection using a prober having a probe formed by a manufacturing technique of a semiconductor integrated circuit device. It is an object of the present invention to provide a technique capable of eliminating variations in height of probes and wafers.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

1.本発明によるプローブの位置合わせ方法は、以下の工程を含む:
(a)複数のチップ領域に区画され、前記複数のチップ領域の各々には半導体集積回路が形成され、主面上において前記半導体集積回路と電気的に接続する複数の第1電極が形成された半導体ウエハを用意する工程;
(b)第1配線が形成された第1配線基板と、前記複数の第1電極に接触させるためのプローブを備えた複数の第1金属膜および前記複数の第1金属膜と電気的に接続する複数の第2配線が形成され、前記複数の第2配線が前記複数の第1配線と電気的に接続し前記複数のプローブの先端が前記半導体ウエハの前記主面に対向して前記第1配線基板に保持された第1シートと、前記第1シートのうち前記複数のプローブが形成された第1領域を裏面側より押圧する押圧機構とを有する第1カードを用意する工程;
(c)針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識し、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極上に配置する工程;
(d)前記(c)工程後、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極に接触させる工程、
ここで、前記複数の第1金属膜のそれぞれは、前記プローブを支持するベース部を有し、
前記(c)工程時には、
(c1)前記針先認識手段によって前記ベース部を認識する工程、
(c2)前記(c1)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの側面を認識する工程、
(c3)前記(c2)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識する工程、
を経て前記複数のプローブの前記先端を認識する。
1. The probe alignment method according to the present invention includes the following steps:
(A) Partitioned into a plurality of chip regions, a semiconductor integrated circuit is formed in each of the plurality of chip regions, and a plurality of first electrodes electrically connected to the semiconductor integrated circuit are formed on the main surface Preparing a semiconductor wafer;
(B) electrically connected to the first wiring substrate on which the first wiring is formed, the plurality of first metal films provided with probes for contacting the plurality of first electrodes, and the plurality of first metal films. A plurality of second wirings are formed, the plurality of second wirings are electrically connected to the plurality of first wirings, and tips of the plurality of probes are opposed to the main surface of the semiconductor wafer. Providing a first card having a first sheet held on the wiring board and a pressing mechanism for pressing the first region of the first sheet on which the plurality of probes are formed from the back surface side;
(C) a step of recognizing the tips of the plurality of probes by a needle tip recognizing means, and disposing each of the tips of the plurality of probes on the corresponding first electrodes;
(D) after the step (c), the step of bringing each of the tips of the plurality of probes into contact with the corresponding first electrodes;
Here, each of the plurality of first metal films has a base portion that supports the probe,
During the step (c),
(C1) recognizing the base portion by the needle tip recognizing means;
(C2) a step of recognizing side surfaces of the plurality of probes by the needle tip recognition means after the step (c1);
(C3) After the step (c2), the step of recognizing the tips of the plurality of probes by the needle tip recognition means;
And the tips of the plurality of probes are recognized.

2.また、本発明によるウエハステージ制御方法は、以下の工程を含む:
(a)主面が複数のチップ領域に区画された半導体ウエハの裏面をウエハステージのウエハ搭載面に対向させ、前記半導体ウエハを前記ウエハステージに載置する工程;
(b)前記(a)工程後、前記ウエハステージの前記ウエハ搭載面を前記ウエハ搭載面の半径で複数の第2領域に等分割し、前記第2領域毎に複数の測定点における前記ウエハ搭載面の高さの平均値を求める工程;
(c)前記第2領域毎に前記高さの平均値を基に前記ウエハ搭載面の高さを調整した状況下で前記チップ領域に対してプローブ検査を行う工程。
2. The wafer stage control method according to the present invention includes the following steps:
(A) a step of placing the semiconductor wafer on the wafer stage by making the back surface of the semiconductor wafer whose main surface is divided into a plurality of chip regions face the wafer mounting surface of the wafer stage;
(B) After the step (a), the wafer mounting surface of the wafer stage is equally divided into a plurality of second regions by the radius of the wafer mounting surface, and the wafer mounting at a plurality of measurement points in each second region. Obtaining an average surface height;
(C) A step of performing probe inspection on the chip region under the condition that the height of the wafer mounting surface is adjusted based on the average value of the heights for each of the second regions.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
(1)半導体集積回路装置の製造技術によって形成されたプローブの先端を認識する際に、まずプローブを支持するベース部を認識し、次いで四角錐台形型のプローブの側面を認識し、最後にプローブの先端を認識するようにソフトウエア制御することにより、プローブの先端を正確に認識することができる。
(2)半導体集積回路装置の製造技術によって形成されたプローブを有するプローバを用いてプローブ検査を実施する際に、ウエハステージのウエハ搭載面を複数の半径で複数の象限(第2領域)に等分割して各象限毎に高さの平均値を求め、これらの平均値をもとに各象限でのウエハ搭載面の高さ(オーバードライブ量)を調節するので、1つの象限内での高さのばらつきを小さくできる。すなわち、オーバードライブ量不足およびオーバードライブ量過多の発生を防ぐことができる。
Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
(1) When recognizing the tip of the probe formed by the manufacturing technology of the semiconductor integrated circuit device, first, the base portion supporting the probe is recognized, then the side surface of the quadrangular pyramid shaped probe is recognized, and finally the probe By controlling the software to recognize the tip of the probe, the tip of the probe can be accurately recognized.
(2) When performing a probe inspection using a prober having a probe formed by a manufacturing technology of a semiconductor integrated circuit device, the wafer mounting surface of the wafer stage is set to a plurality of quadrants (second regions) with a plurality of radii. The average height is calculated for each quadrant, and the height (overdrive amount) of the wafer mounting surface in each quadrant is adjusted based on these average values. Variation in thickness can be reduced. That is, it is possible to prevent the occurrence of insufficient overdrive amount and excessive overdrive amount.

本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。   Before describing the present invention in detail, the meaning of terms in the present application will be described as follows.

ウエハとは、集積回路の製造に用いる単結晶シリコン基板(一般にほぼ平面円形状)、SOI(Silicon On Insulator)基板、エピタキシャル基板、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板をいう。また、本願において半導体集積回路装置というときは、シリコンウエハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものだけでなく、特に、そうでない旨明示された場合を除き、TFT(Thin Film Transistor)およびSTN(Super-Twisted-Nematic)液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。   A wafer is a single crystal silicon substrate (generally a substantially circular shape) used for manufacturing integrated circuits, an SOI (Silicon On Insulator) substrate, an epitaxial substrate, a sapphire substrate, a glass substrate, other insulating, anti-insulating or semiconductor substrates, etc. These composite substrates are referred to. The term “semiconductor integrated circuit device” as used herein refers not only to a semiconductor integrated circuit device such as a silicon wafer or a sapphire substrate, but also to a TFT (Thin Film Transistor) unless otherwise specified. ) And STN (Super-Twisted-Nematic) liquid crystal or the like made on other insulating substrates such as glass.

デバイス面とは、ウエハの主面であって、その面にリソグラフィにより、複数のチップ領域に対応するデバイスパターンが形成される面をいう。   The device surface is a main surface of a wafer on which a device pattern corresponding to a plurality of chip regions is formed by lithography.

接触端子またはプローブとは、シリコンウエハを半導体集積回路の製造に用いるのと同様な、ウエハプロセス、すなわちフォトリソグラフィ技術、CVD(Chemical Vapor Deposition)技術、スパッタリング技術およびエッチング技術などを組み合わせたパターニング手法によって、配線層およびそれに電気的に接続された先端部を一体的に形成したものをいう。   A contact terminal or probe is a wafer process similar to that used for manufacturing a semiconductor integrated circuit, that is, a patterning technique that combines photolithography technology, CVD (Chemical Vapor Deposition) technology, sputtering technology, and etching technology. The wiring layer and the tip part electrically connected thereto are integrally formed.

接触端子またはプローブとは、各チップ領域上に設けられた電極パッドに接触させて電気的特性の検査を行うための針、プローブ、突起等をいう。   A contact terminal or a probe refers to a needle, a probe, a protrusion, or the like that is in contact with an electrode pad provided on each chip region to inspect electrical characteristics.

薄膜プローブ(membrane probe)、薄膜プローブカード、または突起針配線シート複合体とは、上記のような検査対象と接触する前記接触端子(突起針)とそこから引き回された配線とが設けられ、その配線に外部接触用の電極が形成された薄膜をいい、たとえば厚さ10μm〜100μm程度のものをいい、シリコンウエハを半導体集積回路の製造に用いるのと同様な、ウエハプロセス、すなわちフォトリソグラフィ技術、CVD(Chemical Vapor Deposition)技術、スパッタリング技術およびエッチング技術などを組み合わせたパターニング手法によって、配線層およびそれに電気的に接続された先端部(接触端子)を一体的に形成されたもの等を言う。もちろん、プロセスは複雑になるが、一部を別に形成して、後に合体させることも可能である。   A thin film probe (membrane probe), a thin film probe card, or a protruding needle wiring sheet composite is provided with the contact terminal (protruding needle) that comes into contact with the object to be inspected as described above, and wiring drawn from the contact terminal, A thin film in which an electrode for external contact is formed on the wiring, for example, a thin film having a thickness of about 10 μm to 100 μm. A wafer process, that is, a photolithography technique similar to that used for manufacturing a semiconductor integrated circuit. In addition, a wiring layer and a tip portion (contact terminal) electrically connected thereto are integrally formed by a patterning technique combining a CVD (Chemical Vapor Deposition) technique, a sputtering technique, an etching technique, and the like. Of course, although the process is complicated, it is possible to form a part separately and combine them later.

プローブカードとは、検査対象となるウエハと接触する接触端子および多層配線基板などを有する構造体をいい、プローバもしくは半導体検査装置とは、フロッグリング、プローブカードおよび検査対象となるウエハを載せるウエハステージを含む試料支持系を有する検査装置をいう。   A probe card refers to a structure having contact terminals and a multilayer wiring board that come into contact with a wafer to be inspected. A prober or a semiconductor inspection apparatus refers to a wafer stage on which a frog ring, a probe card and a wafer to be inspected are placed. An inspection apparatus having a sample support system including

プローブ検査とは、ウエハ工程が完了したウエハに対してプローバを用いて行われる電気的試験であって、チップ領域の主面上に形成された電極に上記接触端子の先端を当てて半導体集積回路の電気的検査を行うことをいい、所定の機能通りに動作するか否かを確認する機能テストやDC動作特性およびAC動作特性のテストを行って良品/不良品を判別するものである。各チップに分割してから(またはパッケージング完了後)行われる選別テスト(最終テスト)とは区別される。   The probe inspection is an electrical test performed with a prober on a wafer for which a wafer process has been completed. The semiconductor integrated circuit is configured by applying the tip of the contact terminal to an electrode formed on the main surface of the chip region. In other words, a non-defective product / defective product is discriminated by performing a function test for confirming whether or not the device operates in accordance with a predetermined function and a DC operation characteristic and an AC operation characteristic test. This is distinguished from a screening test (final test) that is performed after dividing into chips (or after packaging is completed).

ポゴピン(POGO pin)またはスプリングプローブとは、接触ピン(プランジャ(接触針))をばね(コイルスプリング)の弾性力で電極(端子)に押し当てる構造を有し、必要に応じてその電極への電気的接続を行うようにした接触針をいい、たとえば金属製の管(保持部材)内に配置されたばねが金属ボールを介して接触ピンへ弾性力を伝える構成となっている。   A POGO pin or a spring probe has a structure in which a contact pin (plunger (contact needle)) is pressed against an electrode (terminal) by the elastic force of a spring (coil spring). The contact needle is adapted to make an electrical connection. For example, a spring arranged in a metal tube (holding member) transmits an elastic force to the contact pin via a metal ball.

テスタ(Test System)とは、半導体集積回路を電気的に検査するものであり、所定の電圧および基準となるタイミング等の信号を発生するものをいう。   A tester (Test System) is for electrically inspecting a semiconductor integrated circuit and generates a signal such as a predetermined voltage and a reference timing.

テスタヘッドとは、テスタと電気的に接続し、テスタより送信された電圧および信号を受け、電圧および詳細なタイミング等の信号を半導体集積回路に対して発生し、ポゴピンなどを介してプローブカードへ信号を送るものをいう。   The tester head is electrically connected to the tester, receives the voltage and signal transmitted from the tester, generates a signal such as voltage and detailed timing to the semiconductor integrated circuit, and sends it to the probe card via a pogo pin or the like. The one that sends a signal.

フロッグリングとは、ポゴピンなどを介してテスタヘッドおよびプローブカードと電気的に接続し、テスタヘッドより送られてきた信号を後述するプローブカードへ送るものをいう。   The frog ring is a device that is electrically connected to a tester head and a probe card via a pogo pin or the like, and sends a signal sent from the tester head to a probe card to be described later.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、材料等について言及するときは、特にそうでない旨明記したとき、または、原理的または状況的にそうでないときを除き、特定した材料は主要な材料であって、副次的要素、添加物、付加要素等を排除するものではない。たとえば、シリコン部材は特に明示した場合等を除き、純粋なシリコンの場合だけでなく、添加不純物、シリコンを主要な要素とする2元、3元等の合金(たとえばSiGe)等を含むものとする。   In addition, when referring to materials, etc., unless specified otherwise, or in principle or not in principle, the specified material is the main material, and includes secondary elements, additives It does not exclude additional elements. For example, unless otherwise specified, the silicon member includes not only pure silicon but also an additive impurity, a binary or ternary alloy (for example, SiGe) having silicon as a main element.

また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Also, components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted.

また、本実施の形態を説明するための全図においては、各部材の構成をわかりやすくするために、平面図であってもハッチングを付す場合がある。   Further, in all the drawings for explaining the present embodiment, hatching may be given even in a plan view for easy understanding of the configuration of each member.

また、本願で使用する半導体リソグラフィ技術による薄膜プローブの各詳細については、本発明者および関連する発明者等による以下の特許出願に開示されているので、特に必要な時以外はそれらの内容は繰り返さない。前記特許出願、すなわち、日本特願平6−22885号、日本特開平7−283280号公報、日本特開平8−50146号公報、日本特開平8−201427号公報、日本特願平9−119107号、日本特開平11−23615号公報、日本特開2002−139554号公報、日本特開平10−308423号公報、日本特願平9−189660号、日本特開平11−97471号公報、日本特開2000−150594号公報、日本特開2001−159643号公報、日本特許出願第2002−289377号(対応米国出願番号第10/676,609号;米国出願日2003.10.2)、日本特開2004−132699号公報、日本特開2005−24377号公報、日本特開2004−288672号公報(対応米国出願番号第10/765,917号;米国出願日2004.1.29)、日本特開2004−144742号公報(対応米国公開番号第2004/070,413号)、日本特開2004−157127号公報、日本特開2004−144742号公報(対応米国公開番号第2004/070,413号)、日本特開2004−157127号公報、日本特開2005−136246号公報(対応米国出願番号第10/968,215号;米国出願日2004.10.20)、日本特開2005−136302号公報(対応米国出願番号第10/968,431号;米国出願日2004.10.20)、日本特許出願第2004−115048号、日本特許出願第2004−208213号、PCT出願番号PCT/JP2004/17160号、PCT出願番号PCT/JP2005/4344号、日本特許出願第2004−378504号、日本特許出願第2005−109350号、日本特許出願第2005−168112号、日本特許出願第2005−181085号、日本特許出願第2005−194561号、日本特許出願第2005−291886号、日本特許出願第2005−327183号、日本特許出願第2006−29468号、および日本特許出願第2006−136596号である。   Further, the details of the thin film probe by the semiconductor lithography technique used in the present application are disclosed in the following patent application by the present inventor and related inventors, and therefore, the contents thereof are repeated unless particularly necessary. Absent. Japanese Patent Application No. 6-22885, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283280, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-50146, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-201427, Japanese Patent Application No. 9-119107. Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-23615, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-139554, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-308423, Japanese Patent Application No. 9-189660, Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-97471, Japanese Unexamined Patent Publication 2000. -150594, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-159543, Japanese Patent Application No. 2002-289377 (corresponding US Application No. 10 / 6676,609; US Application Date 2003.10.2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-2004. No. 132699, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-24377, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-288672 (corresponding to US No. 10 / 765,917; U.S. application date 2004.1.29), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-144742 (corresponding U.S. Publication No. 2004 / 070,413), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-157127, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-144742 (corresponding US Publication No. 2004 / 070,413), Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-157127, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-136246 (Corresponding US Application No. 10 / 968,215). No .; US application date 2004.10.20), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-136302 (corresponding US application number 10 / 968,431; US application date 2004.10.20), Japanese Patent Application No. 2004-1105048. No., Japanese Patent Application No. 2004-208213, PCT Application No. PCT / JP2004 / 17160 PCT application number PCT / JP2005 / 4344, Japanese Patent Application No. 2004-378504, Japanese Patent Application No. 2005-109350, Japanese Patent Application No. 2005-168112, Japanese Patent Application No. 2005-188105, Japanese Patent Application No. 2005-194561, Japanese Patent Application No. 2005-291886, Japanese Patent Application No. 2005-327183, Japanese Patent Application No. 2006-29468, and Japanese Patent Application No. 2006-136596.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態のプローブカード(第1カード)の要部断面図である。図1に示すように、本実施の形態のプローブカードは、多層配線基板(第1配線基板)1、薄膜シート(第1シート)2、テスタヘッドTHD、フロッグリングFGRおよびカードホルダCHDなどから形成されている。テスタヘッドTHDとフロッグリングFGRとの間、およびフロッグリングFGRと多層配線基板1との間は、それぞれ複数本のポゴピンPGPを介して電気的に接続され、それによりテスタヘッドTHDと多層配線基板1との間が電気的に接続されている。カードホルダCHDは、多層配線基板1をプローバに機械的に接続するもので、かつポゴピンPGPからの圧力によって多層配線基板1に反りが生じてしまうことを防ぐ機械的強度を持つ。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a probe card (first card) according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the probe card of this embodiment is formed of a multilayer wiring board (first wiring board) 1, a thin film sheet (first sheet) 2, a tester head THD, a frog ring FGR, a card holder CHD, and the like. Has been. The tester head THD and the frog ring FGR, and the frog ring FGR and the multilayer wiring board 1 are electrically connected via a plurality of pogo pins PGP, respectively, whereby the tester head THD and the multilayer wiring board 1 are connected. Is electrically connected. The card holder CHD mechanically connects the multilayer wiring board 1 to the prober, and has mechanical strength that prevents the multilayer wiring board 1 from being warped by the pressure from the pogo pins PGP.

図2は本実施の形態のプローブカードの下面の要部平面図であり、図3は図2中のA−A線に沿った断面図である。   FIG. 2 is a plan view of the main part of the lower surface of the probe card of the present embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

図2および図3に示すように、本実施の形態のプローブカードは、図1で示した部材の他に、たとえばプランジャ3などを含んでいる。薄膜シート2は押さえリング4によって多層配線基板1の下面に固定され、プランジャ3は多層配線基板1の上面に取り付けられている。多層配線基板1の中央部には開口部5が設けられ、この開口部5内において、薄膜シート2とプランジャ3とは接着リング6を介して接着されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the probe card of the present embodiment includes, for example, a plunger 3 in addition to the members shown in FIG. The thin film sheet 2 is fixed to the lower surface of the multilayer wiring board 1 by a pressing ring 4, and the plunger 3 is attached to the upper surface of the multilayer wiring board 1. An opening 5 is provided at the center of the multilayer wiring board 1, and the thin film sheet 2 and the plunger 3 are bonded to each other through an adhesive ring 6 in the opening 5.

薄膜シート2の下面には、たとえば4角錐型または4角錐台形型の複数のプローブ7が形成されている。薄膜シート2内には、プローブ7の各々と電気的に接続し、各々のプローブ7から薄膜シート2の探部まで延在する複数の配線(第2配線)が形成されている。多層配線基板1の下面または上面には、この複数の配線の端部とそれぞれ電気的に接触する複数の受け部(図示は省略)が形成されており、この複数の受け部は、多層配線基板1内に形成された配線(第1配線)を通じて多層配線基板1の上面に設けられた複数のポゴ(POGO)座8と電気的に接続している。このポゴ座8は、テスタからの信号をプローブカードへ導入するピンを受ける機能を有する。   On the lower surface of the thin film sheet 2, for example, a plurality of probes 7 having a quadrangular pyramid shape or a quadrangular pyramid trapezoid shape are formed. In the thin film sheet 2, a plurality of wirings (second wirings) that are electrically connected to each of the probes 7 and extend from each probe 7 to the probe portion of the thin film sheet 2 are formed. A plurality of receiving portions (not shown) that are in electrical contact with the ends of the plurality of wirings are formed on the lower surface or the upper surface of the multilayer wiring substrate 1, respectively. 1 is electrically connected to a plurality of pogo (POGO) seats 8 provided on the upper surface of the multilayer wiring board 1 through wirings (first wirings) formed in the wiring board 1. The pogo seat 8 has a function of receiving a pin for introducing a signal from the tester to the probe card.

本実施の形態において、薄膜シート2は、たとえばポリイミドを主成分とする薄膜から形成されている。このような薄膜シート2は柔軟性を有することから、本実施の形態では、チップ(半導体集積回路装置)のパッドにすべてのプローブ7を接触させるために、プローブ7が形成された領域(第1領域)の薄膜シート2を上面(裏面)から押圧具(押圧機構)9を介してプランジャ3が押圧する構造となっている。すなわち、プランジャ3内に配置されたばね3Aの弾性力によって一定の圧力を押圧具9に加えるものである。本実施の形態において、押圧具9の材質としては、42アロイを例示することができる。   In this Embodiment, the thin film sheet 2 is formed from the thin film which has a polyimide as a main component, for example. Since such a thin film sheet 2 has flexibility, in the present embodiment, in order to bring all the probes 7 into contact with the pads of the chip (semiconductor integrated circuit device), the region where the probes 7 are formed (the first region) The plunger 3 is configured to press the thin film sheet 2 in the region from the upper surface (back surface) through the pressing tool (pressing mechanism) 9. That is, a constant pressure is applied to the pressing tool 9 by the elastic force of the spring 3 </ b> A disposed in the plunger 3. In the present embodiment, 42 alloy can be exemplified as the material of the pressing tool 9.

ここで、検査対象のチップ表面に形成されたテストパッド(ボンディングパッド)数が増加すると、それに伴って各テストパッドのそれぞれに信号を送るためのポゴピンPGPの本数が増加することになる。また、ポゴピンPGPの本数が増加することによって、多層配線基板1に加わるポゴピンPGPからの圧力も増加することになるので、多層配線基板1の反りを防ぐためにカードホルダCHDを厚くする必要が生じる。さらに、薄膜シート2に形成された各プローブ7を対応するテストパッドに確実に接触させるために、薄膜シート2の中心領域IA(図3参照)および接着リングを境に外周側となり中心領域IAを取り囲む外周領域OA(図3参照)のそれぞれに張力を加える構造とした場合には、多層配線基板1の表面から薄膜シート2のプローブ面までの高さHT(図1参照)に限界が生じる。その高さHTの限界値よりカードホルダCHDの厚さのほうが大きくなった場合には、薄膜シート2がカードホルダCHD内に埋もれてしまうことになり、プローブ7をテストパッドに確実に接触させることができなくなる不具合が懸念される。   Here, when the number of test pads (bonding pads) formed on the chip surface to be inspected increases, the number of pogo pins PGP for sending signals to the respective test pads increases accordingly. Further, as the number of pogo pins PGP increases, the pressure from the pogo pins PGP applied to the multilayer wiring board 1 also increases, so that the card holder CHD needs to be thickened to prevent the multilayer wiring board 1 from warping. Further, in order to ensure that each probe 7 formed on the thin film sheet 2 is brought into contact with the corresponding test pad, the central area IA (see FIG. 3) of the thin film sheet 2 and the central area IA on the outer peripheral side with the adhesive ring as a boundary. In the case of a structure in which tension is applied to each of the surrounding outer peripheral areas OA (see FIG. 3), there is a limit on the height HT (see FIG. 1) from the surface of the multilayer wiring board 1 to the probe surface of the thin film sheet 2. If the thickness of the card holder CHD becomes larger than the limit value of the height HT, the thin film sheet 2 will be buried in the card holder CHD, and the probe 7 is surely brought into contact with the test pad. There is a concern that it will not be possible.

そこで、本実施の形態では、上記薄膜シート2の中心領域IAのみに張力を加えた状態で薄膜シート2と接着リング6とを接着し、外周領域OAには張力を加えない構造とする。この時、接着リング6の材質としては、Si(シリコン)と同程度の熱膨張率の金属(たとえば、42アロイ)を選択し、薄膜シート2と接着リング6とを接着する接着剤としては、エポキシ系接着剤を用いることを例示できる。それにより、上記薄膜シート2のプローブ面までの高さHTを規定する接着リング6の高さを高くすることができるので、その高さHTも高くなり、薄膜シート2がカードホルダCHD内に埋もれてしまう不具合を避けることができる。すなわち、カードホルダCHDが厚くなった場合でも、プローブ7をテストパッドに確実に接触させることが可能となる。   Therefore, in the present embodiment, the thin film sheet 2 and the adhesive ring 6 are bonded in a state where tension is applied only to the central region IA of the thin film sheet 2, and no tension is applied to the outer peripheral region OA. At this time, as a material of the adhesive ring 6, a metal having a thermal expansion coefficient similar to that of Si (silicon) (for example, 42 alloy) is selected, and as an adhesive for bonding the thin film sheet 2 and the adhesive ring 6, The use of an epoxy adhesive can be exemplified. Thereby, since the height of the adhesive ring 6 that defines the height HT to the probe surface of the thin film sheet 2 can be increased, the height HT is also increased, and the thin film sheet 2 is buried in the card holder CHD. It is possible to avoid malfunctions that occur. That is, even when the card holder CHD becomes thick, the probe 7 can be reliably brought into contact with the test pad.

上記のような手段を用いる代わりに、図4に示すように、多層配線基板1の中央部に補助基板SBを取り付け、その補助基板SBに薄膜シート2を取り付ける構造として、多層配線基板1の表面から薄膜シート2のプローブ面までの高さHTを向上させてもよい。多層配線基板1と同様に、補助基板SB内には複数の配線が形成され、さらにこれら配線の端部とそれぞれ電気的に接触する複数の受け部(図示は省略)が形成されている。多層配線基板1に設けられた受け部と補助基板SBに設けられた受け部とは、たとえばそれぞれ対応するもの同士がはんだによって電気的に接続されている。はんだを用いる代わりに、異方性導電ゴムを介して多層配線基板1と補助基板SBとを圧着する手段、もしくは多層配線基板1および補助基板SBのそれぞれの表面に上記受け部と電気的に接続するCu(銅)めっき製の突起部を形成し、対応する突起部同士を圧着する手段を用いてもよい。   Instead of using the above means, as shown in FIG. 4, the surface of the multilayer wiring board 1 is structured such that the auxiliary board SB is attached to the center of the multilayer wiring board 1 and the thin film sheet 2 is attached to the auxiliary board SB. The height HT from the thin film sheet 2 to the probe surface may be improved. Similar to the multilayer wiring substrate 1, a plurality of wirings are formed in the auxiliary substrate SB, and a plurality of receiving portions (not shown) that are in electrical contact with the ends of these wirings are formed. Corresponding portions of the receiving portion provided on the multilayer wiring board 1 and the receiving portion provided on the auxiliary substrate SB are electrically connected to each other by solder, for example. Instead of using solder, means for pressure-bonding the multilayer wiring board 1 and the auxiliary board SB via an anisotropic conductive rubber, or electrically connecting the receiving portion to the respective surfaces of the multilayer wiring board 1 and the auxiliary board SB A means for forming a protrusion made of Cu (copper) plating and crimping the corresponding protrusions may be used.

本実施の形態において、上記プローブカードを用いてプローブ検査(電気的検査)を行う対象としては、LCD(Liquid Crystal Display)ドライバが形成されたチップを例示することができる。図5は、それら複数のチップ(チップ領域)10が区画されたウエハWHの平面図である。なお、本実施の形態のプローブカードを用いたプローブ検査は、これら複数のチップ10が区画されたウエハWHに対して行うものである。また、図6は、そのチップ10の平面と、その一部を拡大したものを図示している。このチップ10は、たとえば単結晶シリコン基板からなり、その主面にはLCDドライバ回路が形成されている。また、チップ10の主面の周辺部には、LCDドライバ回路と電気的に接続する多数のパッド(テストパッド(第1電極))11、12が配置されており、図5中におけるチップ10の上側の長辺および両短辺に沿って配列されたパッド11は出力端子となり、チップ10の下側の長辺に沿って配列されたパッド12は入力端子となっている。LCDドライバの出力端子数は入力端子数より多いことから、隣り合ったパッド11の間隔をできる限り広げるために、パッド11はチップ10の上側の長辺および両短辺に沿って2列で配列され、チップ10の上側の長辺および両短辺に沿って互いの列のパッド11が互い違いに配列されている。本実施の形態において、隣り合うパッド11が配置されているピッチLPは、たとえば約68μmである。また、本実施の形態において、パッド11は平面矩形であり、チップ10の外周と交差(直交)する方向に延在する長辺の長さLAは約63μmであり、チップ10の外周に沿って延在する短辺の長さLBは約34μmである。また、隣り合うパッド11が配置されているピッチLPが約68μmであり、パッド11の短辺の長さLBが約34μmであることから、隣り合うパッド11の間隔は約34μmとなる。   In the present embodiment, a chip on which an LCD (Liquid Crystal Display) driver is formed can be exemplified as an object to be subjected to probe inspection (electrical inspection) using the probe card. FIG. 5 is a plan view of the wafer WH in which the plurality of chips (chip regions) 10 are partitioned. Note that the probe inspection using the probe card of the present embodiment is performed on the wafer WH in which the plurality of chips 10 are partitioned. FIG. 6 shows a plan view of the chip 10 and an enlarged view of a part thereof. The chip 10 is made of, for example, a single crystal silicon substrate, and an LCD driver circuit is formed on the main surface thereof. In addition, a large number of pads (test pads (first electrodes)) 11 and 12 that are electrically connected to the LCD driver circuit are arranged on the periphery of the main surface of the chip 10. Pads 11 arranged along the upper long side and both short sides serve as output terminals, and pads 12 arranged along the lower long side of chip 10 serve as input terminals. Since the number of output terminals of the LCD driver is larger than the number of input terminals, the pads 11 are arranged in two rows along the upper long side and both short sides of the chip 10 in order to widen the interval between adjacent pads 11 as much as possible. The pads 11 in the respective rows are alternately arranged along the upper long side and both short sides of the chip 10. In the present embodiment, the pitch LP at which the adjacent pads 11 are arranged is about 68 μm, for example. Further, in the present embodiment, the pad 11 is a planar rectangle, the length LA of the long side extending in the direction intersecting (orthogonal) with the outer periphery of the chip 10 is about 63 μm, and along the outer periphery of the chip 10. The length LB of the short side extending is about 34 μm. Further, since the pitch LP where the adjacent pads 11 are arranged is about 68 μm and the length LB of the short side of the pads 11 is about 34 μm, the interval between the adjacent pads 11 is about 34 μm.

パッド11、12は、たとえばAu(金)から形成されたバンプ電極(突起電極)であり、チップ10の入出力端子(ボンディングパッド)上に、電解めっき、無電解めっき、蒸着あるいはスパッタリングなどの方法によって形成されたものである。図7は、パッド11の斜視図である。パッド11の高さLCは約15μmであり、パッド12も同程度の高さを有する。   The pads 11 and 12 are bump electrodes (projection electrodes) formed of, for example, Au (gold), and a method such as electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, or sputtering on the input / output terminals (bonding pads) of the chip 10. It is formed by. FIG. 7 is a perspective view of the pad 11. The height LC of the pad 11 is about 15 μm, and the pad 12 has the same height.

また、上記チップ10は、ウエハの主面に区画された多数のチップ領域に半導体製造技術を使ってLCDドライバ回路(半導体集積回路)や入出力端子(ボンディングパッド)を形成し、次いで入出力端子上に上記の方法でパッド11、12を形成した後、ウエハをダイシングしてチップ領域を個片化することにより製造することができる。また、本実施の形態において、上記プローブ検査は、ウエハをダイシングする前に各チップ領域に対して実施するものである。なお、以後プローブ検査(パッド11、12とプローブ7とが接触する工程)を説明する際に、特に明記しない場合には、チップ10はウエハをダイシングする前の各チップ領域を示すものとする。   Further, the chip 10 forms an LCD driver circuit (semiconductor integrated circuit) and input / output terminals (bonding pads) using a semiconductor manufacturing technique in a large number of chip regions partitioned on the main surface of the wafer, and then inputs / output terminals. After the pads 11 and 12 are formed by the above method, the wafer can be diced to divide the chip region into pieces. In the present embodiment, the probe inspection is performed on each chip region before dicing the wafer. In the following description of the probe inspection (the step in which the pads 11 and 12 and the probe 7 are in contact), unless otherwise specified, the chip 10 indicates each chip area before dicing the wafer.

図8は、上記チップ10の液晶パネルへの接続方法を示す要部断面図である。図8に示すように、液晶パネルは、たとえば主面に画素電極14、15が形成されたガラス基板16、液晶層17、および液晶層17を介してガラス基板16と対向するように配置されたガラス基板18などから形成されている。本実施の形態においては、このような液晶パネルのガラス基板16の画素電極14、15に、それぞれパッド11、12が接続するようにチップ10をフェイスダウンボンディングすることによって、チップ10を液晶パネルへ接続することを例示できる。   FIG. 8 is a cross-sectional view of a principal part showing a method for connecting the chip 10 to the liquid crystal panel. As shown in FIG. 8, the liquid crystal panel is disposed so as to face the glass substrate 16 through the glass substrate 16, the liquid crystal layer 17, and the liquid crystal layer 17 having the pixel electrodes 14 and 15 formed on the main surface, for example. It is formed from a glass substrate 18 or the like. In the present embodiment, the chip 10 is face-down bonded to the pixel electrodes 14 and 15 of the glass substrate 16 of such a liquid crystal panel so that the pads 11 and 12 are connected to the pixel electrode 14 and 15, respectively. The connection can be exemplified.

図9は上記薄膜シート2の下面のプローブ7が形成された領域の一部を拡大して示した要部平面図であり、図10は図9中のB−B線に沿った要部断面図であり、図11は図9中のC−C線に沿った要部断面図である。   FIG. 9 is an enlarged plan view of a main part showing a part of the area on the lower surface of the thin film sheet 2 where the probe 7 is formed, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part along the line BB in FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of an essential part taken along line CC in FIG.

上記プローブ7は、薄膜シート2中にて平面六角形状にパターニングされた金属膜(第1金属膜)21A、21Bの一部であり、金属膜21A、21Bのうちの薄膜シート2の下面に4角錐型または4角錐台形型に飛び出した部分である。プローブ7は、薄膜シート2の主面において上記チップ10に形成されたパッド11、12の位置に合わせて配置されており、図9ではパッド11に対応するプローブ7の配置について示している。これらプローブ7のうち、プローブ7Aは、2列で配列されたパッド11のうちの相対的にチップ10の外周に近い配列(以降、第1列と記す)のパッド11に対応し、プローブ7Bは、2列で配列されたパッド11のうちの相対的にチップ10の外周から遠い配列(以降、第2列と記す)のパッド11に対応している。また、最も近い位置に存在するプローブ7Aとプローブ7Bとの間の距離は、図9が記載された紙面の左右方向の距離LXと上下方向の距離LYとで規定され、距離LXは前述の隣り合うパッド11が配置されているピッチLPの半分の約34μmとなる。また、本実施の形態において、距離LYは、約93μmとなる。   The probe 7 is a part of a metal film (first metal film) 21A, 21B patterned into a plane hexagonal shape in the thin film sheet 2, and 4 on the lower surface of the thin film sheet 2 of the metal films 21A, 21B. It is a portion that protrudes into a pyramid shape or a quadrangular pyramid shape. The probes 7 are arranged on the main surface of the thin film sheet 2 in accordance with the positions of the pads 11 and 12 formed on the chip 10, and FIG. 9 shows the arrangement of the probes 7 corresponding to the pads 11. Among these probes 7, the probe 7 </ b> A corresponds to the pad 11 in an array (hereinafter referred to as the first row) that is relatively close to the outer periphery of the chip 10 among the pads 11 arranged in two rows, and the probe 7 </ b> B is Of the pads 11 arranged in two rows, the pads 11 correspond to the pads 11 that are relatively far from the outer periphery of the chip 10 (hereinafter referred to as the second row). Further, the distance between the probe 7A and the probe 7B present at the closest position is defined by the distance LX in the left-right direction and the distance LY in the up-down direction on the paper surface illustrated in FIG. This is about 34 μm, which is half of the pitch LP where the matching pads 11 are arranged. In the present embodiment, the distance LY is about 93 μm.

金属膜21A、21Bは、たとえば下層からロジウム膜およびニッケル膜が順次積層して形成されている。金属膜21A、21B上にはポリイミド膜22が成膜され、ポリイミド膜22上には各金属膜21A、21Bと電気的に接続する配線(第2配線)23が形成されている。配線23は、ポリイミド膜22に形成されたスルーホール24の底部で金属膜21A、21Bと接触している。また、ポリイミド膜22および配線23上には、ポリイミド膜25が成膜されている。   The metal films 21A and 21B are formed, for example, by sequentially laminating a rhodium film and a nickel film from the lower layer. A polyimide film 22 is formed on the metal films 21A and 21B, and wirings (second wirings) 23 that are electrically connected to the metal films 21A and 21B are formed on the polyimide film 22. The wiring 23 is in contact with the metal films 21 </ b> A and 21 </ b> B at the bottom of the through hole 24 formed in the polyimide film 22. A polyimide film 25 is formed on the polyimide film 22 and the wiring 23.

上記したように、金属膜21A、21Bの一部は4角錐型または4角錐台形型に形成されたプローブ7A、7Bとなり、ポリイミド膜22には金属膜21A、21Bに達するスルーホール24が形成される。そのため、プローブ7Aが形成された金属膜21Aおよびスルーホール24の平面パターンと、プローブ7Bが形成された金属膜21Bおよびスルーホール24の平面パターンとが同じ方向で配置されるようにすると、隣り合う金属膜21Aと金属膜21Bとが接触してしまい、プローブ7A、7Bからそれぞれ独立した入出力を得られなくなってしまう不具合が懸念される。そこで、本実施の形態では、図9に示すように、プローブ7Bが形成された金属膜21Bおよびスルーホール24の平面パターンは、プローブ7Aが形成された金属膜21Aおよびスルーホール24の平面パターンを180°回転したパターンとしている。それにより、平面でプローブ7Aおよびスルーホール24が配置された金属膜21Aの幅広の領域と、平面でプローブ7Bおよびスルーホール24が配置された金属膜21Bの幅広の領域とが、紙面の左右方向の直線上に配置されないようになり、金属膜21Aおよび金属膜21Bの平面順テーパー状の領域が紙面の左右方向の直線上に配置されるようになる。その結果、隣り合う金属膜21Aと金属膜21Bとが接触してしまう不具合を防ぐことができる。また、狭ピッチでパッド11(図6参照)が配置されても、それに対応した位置にプローブ7A、7Bを配置することが可能となる。   As described above, some of the metal films 21A and 21B become the probes 7A and 7B formed in a quadrangular pyramid shape or a quadrangular pyramid trapezoidal shape, and a through hole 24 reaching the metal films 21A and 21B is formed in the polyimide film 22. The Therefore, if the planar pattern of the metal film 21A and the through hole 24 in which the probe 7A is formed and the planar pattern of the metal film 21B and the through hole 24 in which the probe 7B is formed are arranged in the same direction, they are adjacent to each other. There is a concern that the metal film 21A and the metal film 21B come into contact with each other, so that independent input / output cannot be obtained from the probes 7A and 7B. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the planar pattern of the metal film 21B and the through hole 24 in which the probe 7B is formed is the same as the planar pattern of the metal film 21A and the through hole 24 in which the probe 7A is formed. The pattern is rotated by 180 °. Thereby, a wide area of the metal film 21A in which the probe 7A and the through hole 24 are arranged in a plane and a wide area of the metal film 21B in which the probe 7B and the through hole 24 are arranged in a plane are left and right in the drawing. Are not arranged on the straight line, and the planarly tapered regions of the metal film 21A and the metal film 21B are arranged on the straight line in the left-right direction on the paper surface. As a result, it is possible to prevent a problem that the adjacent metal film 21A and the metal film 21B come into contact with each other. Even if the pads 11 (see FIG. 6) are arranged at a narrow pitch, the probes 7A and 7B can be arranged at positions corresponding to the pads 11 (see FIG. 6).

本実施の形態では、図6を用いてパッド11が2列で配列されている場合について説明したが、図12に示すように、1列で配列されているチップも存在する。そのようなチップに対しては、図13に示すように、上記金属膜21Aの幅広の領域が紙面の左右方向の直線上に配置された薄膜シート2を用いることで対応することができる。また、このようにパッド11が1列で配列され、たとえばチップ10の外周と交差(直交)する方向に延在する長辺の長さLAが約140μmであり、チップ10の外周に沿って延在する短辺の長さLBが約19μmであり、隣り合うパッド11が配置されているピッチLPが約34μmであり、隣り合うパッド11の間隔が約15μmである場合には、図6に示したパッド11に比べて長辺が約2倍以上となり、短辺方向でのパッド11の中心位置を図6に示したパッド11の中心位置と揃えることができるので、図9〜図11を用いて説明した薄膜シート2を用いることが可能となり、図14に示す位置POS1、POS2でプローブ7A、7Bのそれぞれがパッド11に接触することになる。   In the present embodiment, the case where the pads 11 are arranged in two rows has been described with reference to FIG. 6, but there are also chips arranged in one row as shown in FIG. Such a chip can be dealt with by using a thin film sheet 2 in which the wide region of the metal film 21A is arranged on a straight line in the horizontal direction of the paper as shown in FIG. Further, the pads 11 are arranged in a row in this way, and the length LA of the long side extending in the direction intersecting (orthogonal to) the outer periphery of the chip 10 is about 140 μm, and extends along the outer periphery of the chip 10. FIG. 6 shows the case where the short side length LB is about 19 μm, the pitch LP where the adjacent pads 11 are arranged is about 34 μm, and the interval between the adjacent pads 11 is about 15 μm. Since the long side is about twice or more compared to the pad 11 and the center position of the pad 11 in the short side direction can be aligned with the center position of the pad 11 shown in FIG. 6, FIG. 9 to FIG. 11 are used. The thin film sheet 2 described above can be used, and the probes 7A and 7B come into contact with the pad 11 at the positions POS1 and POS2 shown in FIG.

また、パッド11の数がさらに多い場合には、3列以上で配列されている場合もある。図15は3列で配列されたパッド11に対応した薄膜シート2の要部平面図であり、図16は4列で配列されたパッド11に対応した薄膜シート2の要部平面図である。チップ10のサイズが同じであれば、パッド11の配列数が増えるに従って、図9を用いて説明した距離LXがさらに狭くなるので、上記金属膜21A、21Bを含む金属膜が接触してしまうことがさらに懸念される。そこで、図15および図16に示すように、金属膜21A、21B、21C、21Dを、たとえば図9に示した金属膜21Aの平面パターンを45°回転させたものとすることで、金属膜21A、21B、21C、21Dが互いに接触してしまう不具合を防ぐことが可能となる。また、ここでは図9に示した金属膜21Aの平面パターンを45°回転させた例について説明したが、45°に限定するものではなく、金属膜21A、21B、21C、21Dの互いの接触を防ぐことができるのであれば他の回転角でもよい。なお、金属膜21Cには、プローブ7Bが対応するパッド11よりさらにチップ10内の内側に配置されたパッド11に対応するプローブ7Cが形成され、金属膜21Dには、プローブ7Cが対応するパッド11よりさらにチップ10内の内側に配置されたパッド11に対応するプローブ7Dが形成されている。   In addition, when the number of pads 11 is larger, the pads 11 may be arranged in three or more rows. FIG. 15 is a main part plan view of the thin film sheet 2 corresponding to the pads 11 arranged in three rows, and FIG. 16 is a main part plan view of the thin film sheet 2 corresponding to the pads 11 arranged in four rows. If the size of the chip 10 is the same, the distance LX described with reference to FIG. 9 becomes further narrower as the number of pads 11 arranged increases, so that the metal film including the metal films 21A and 21B comes into contact. There is further concern. Therefore, as shown in FIGS. 15 and 16, the metal films 21A, 21B, 21C, and 21D are obtained by rotating the planar pattern of the metal film 21A shown in FIG. 9 by 45 °, for example. , 21B, 21C, 21D can be prevented from contacting each other. Further, here, an example in which the planar pattern of the metal film 21A shown in FIG. 9 is rotated by 45 ° has been described, but the embodiment is not limited to 45 °, and the metal films 21A, 21B, 21C, and 21D are in contact with each other. Other rotation angles may be used as long as they can be prevented. The metal film 21C is provided with a probe 7C corresponding to the pad 11 disposed inside the chip 10 further than the pad 11 to which the probe 7B corresponds, and the metal film 21D has a pad 11 to which the probe 7C corresponds. Further, a probe 7D corresponding to the pad 11 arranged inside the chip 10 is formed.

ここで、図17は図16中のD−D線に沿った要部断面図であり、図18は図16中のE−E線に沿った要部断面図である。図16に示したように、4列のパッド11に対応するプローブ7A〜7Dを有する金属膜21A〜21Dを配置した場合には、金属膜21A〜21Dのそれぞれに上層から電気的に接続する配線のすべてを同一の配線層で形成することが困難になる。これは、上記距離LXが狭くなることによって、金属膜21A〜21Dのそれぞれ同士が接触する虞が生じるのと共に、金属膜21A〜21Dに電気的に接続する配線同士も接触する虞が生じるからである。そこで、本実施の形態においては、図17および図18に示すように、それら配線を2層の配線層(配線23、26)から形成することを例示することができる。なお、配線(第2配線)26およびポリイミド膜25上には、ポリイミド膜27が形成されている。相対的に下層の配線23はポリイミド膜22に形成されたスルーホール24の底部で金属膜21A、21Cと接触し、相対的に上層の配線26はポリイミド膜22、25に形成されたスルーホール28の底部で金属膜21B、21Dと接触している。それにより、同一の配線層においては、隣り合う配線23または配線26の間隔を大きく確保することが可能となるので、隣り合う配線23または配線26が接触してしまう不具合を防ぐことができる。また、パッド11が5列以上となり、それに対応するプローブ数が増加して上記距離LXが狭くなる場合には、さらに多層に配線層を形成することによって、配線間隔を広げてもよい。   Here, FIG. 17 is a fragmentary cross-sectional view along the line DD in FIG. 16, and FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view along the line EE in FIG. As shown in FIG. 16, when the metal films 21A to 21D having the probes 7A to 7D corresponding to the four rows of pads 11 are arranged, wirings electrically connected to the metal films 21A to 21D from the upper layer, respectively. It is difficult to form all of the above with the same wiring layer. This is because when the distance LX is reduced, the metal films 21A to 21D may be brought into contact with each other, and wirings electrically connected to the metal films 21A to 21D may be brought into contact with each other. is there. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 17 and 18, it can be exemplified that these wirings are formed from two wiring layers (wirings 23 and 26). A polyimide film 27 is formed on the wiring (second wiring) 26 and the polyimide film 25. The relatively lower wiring 23 is in contact with the metal films 21A and 21C at the bottom of the through hole 24 formed in the polyimide film 22, and the relatively upper wiring 26 is a through hole 28 formed in the polyimide films 22 and 25. In contact with the metal films 21B and 21D. As a result, in the same wiring layer, it is possible to ensure a large interval between the adjacent wirings 23 or 26, thereby preventing a problem that the adjacent wirings 23 or 26 are in contact with each other. In addition, when the pads 11 have five or more rows and the number of probes corresponding to the pads 11 increases and the distance LX becomes narrow, the wiring interval may be widened by forming wiring layers in multiple layers.

次に、上記の本実施の形態の薄膜シート2の構造について、その製造工程と併せて図19〜図24を用いて説明する。図19〜図24は、図9〜図11を用いて説明した2列のパッド11(図6参照)に対応したプローブ7A、7Bを有する薄膜シート2の製造工程中の要部断面図である。なお、薄膜シートの構造および薄膜シートの製造工程と、上記プローブ7(プローブ7A〜7D)と同様のプローブの構造および製造工程については、特願2003−75429号、特願2003−371515号、特願2003−372323号、特願2004−115048号、PCT出願番号PCT/JP2004/17160号、PCT出願番号PCT/JP2005/4344号、特願2005−109350号、特願2005−168112号、日本特願2005−181085号、日本特許出願第2005−194561号、日本特許出願第2005−291886号、日本特許出願第2005−327183号、日本特許出願第2006−29468号、および日本特許出願第2006−136596号にも記載がある。   Next, the structure of the thin film sheet 2 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 19 to 24 are cross-sectional views of the main part in the manufacturing process of the thin film sheet 2 having the probes 7A and 7B corresponding to the two rows of pads 11 (see FIG. 6) described with reference to FIGS. . The structure of the thin film sheet, the manufacturing process of the thin film sheet, and the structure and manufacturing process of the probe similar to the probe 7 (probes 7A to 7D) are described in Japanese Patent Application Nos. 2003-75429 and 2003-371515. Japanese Patent Application No. 2003-372323, Japanese Patent Application No. 2004-115048, PCT Application No. PCT / JP2004 / 17160, PCT Application No. PCT / JP2005 / 4344, Japanese Patent Application No. 2005-109350, Japanese Patent Application No. 2005-168112, Japanese Patent Application No. 2005-168112 2005-181085, Japanese Patent Application No. 2005-194561, Japanese Patent Application No. 2005-291886, Japanese Patent Application No. 2005-327183, Japanese Patent Application No. 2006-294468, and Japanese Patent Application No. 2006-136596. There is also a description.

まず、図19に示すように、厚さ0.2mm〜0.6mm程度のシリコンからなるウエハ31を用意し、熱酸化法によってこのウエハ31の両面に膜厚0.5μm程度の酸化シリコン膜32を形成する。続いて、フォトレジスト膜をマスクとしてウエハ31の主面側の酸化シリコン膜32をエッチングし、ウエハ31の主面側の酸化シリコン膜32にウエハ31に達する開口部を形成する。次いで、残った酸化シリコン膜32をマスクとし、強アルカリ水溶液(たとえば水酸化カリウム水溶液)を用いてウエハ31を異方的にエッチングすることによって、ウエハ31の主面に(111)面に囲まれた4角錐型または4角錐台形型の穴33を形成する。   First, as shown in FIG. 19, a wafer 31 made of silicon having a thickness of about 0.2 mm to 0.6 mm is prepared, and a silicon oxide film 32 having a thickness of about 0.5 μm is formed on both surfaces of the wafer 31 by a thermal oxidation method. Form. Subsequently, the silicon oxide film 32 on the main surface side of the wafer 31 is etched using the photoresist film as a mask, and an opening reaching the wafer 31 is formed in the silicon oxide film 32 on the main surface side of the wafer 31. Next, using the remaining silicon oxide film 32 as a mask, the wafer 31 is anisotropically etched using a strong alkaline aqueous solution (for example, potassium hydroxide aqueous solution), so that the main surface of the wafer 31 is surrounded by the (111) plane. A quadrangular pyramid type or quadrangular pyramid shaped hole 33 is formed.

次に、図20に示すように、上記穴33の形成時にマスクとして用いた酸化シリコン膜32をフッ酸およびフッ化アンモニウムの混合液によるウェットエッチングにより除去する。続いて、ウエハ31に熱酸化処理を施すことにより、穴33の内部を含むウエハ31の全面に膜厚0.5μm程度の酸化シリコン膜34を形成する。次いで、穴33の内部を含むウエハ31の主面に導電性膜35を成膜する。この導電性膜35は、たとえば膜厚0.1μm程度のクロム膜および膜厚1μm程度の銅膜を順次スパッタリング法または蒸着法によって堆積することによって成膜することができる。次いで、導電性膜35上にフォトレジスト膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術によって後の工程で金属膜21A、21B(図9〜図11参照)が形成される領域のフォトレジスト膜を除去し、開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 20, the silicon oxide film 32 used as a mask when forming the hole 33 is removed by wet etching using a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. Subsequently, a silicon oxide film 34 having a thickness of about 0.5 μm is formed on the entire surface of the wafer 31 including the inside of the hole 33 by performing a thermal oxidation process on the wafer 31. Next, a conductive film 35 is formed on the main surface of the wafer 31 including the inside of the hole 33. The conductive film 35 can be formed, for example, by sequentially depositing a chromium film having a thickness of about 0.1 μm and a copper film having a thickness of about 1 μm by a sputtering method or a vapor deposition method. Next, a photoresist film is formed on the conductive film 35, and the photoresist film in a region where the metal films 21A and 21B (see FIGS. 9 to 11) are formed in a later process by a photolithography technique is removed. An opening is formed.

次に、導電性膜35を電極とした電解めっき法により、上記フォトレジスト膜の開口部の底部に現れた導電性膜35上に硬度の高い導電性膜37および導電性膜38を順次堆積する。本実施の形態においては、導電性膜37をロジウム膜とし、導電性膜38をニッケル膜とすることを例示できる。ここまでの工程により、導電性膜37、38から前述の金属膜21A、21Bを形成することができる。また、穴33内の導電性膜37、38が前述のプローブ7A、7Bとなる。なお、導電性膜35は、後の工程で除去されるが、その工程については後述する。   Next, a conductive film 37 and a conductive film 38 having high hardness are sequentially deposited on the conductive film 35 appearing at the bottom of the opening of the photoresist film by an electrolytic plating method using the conductive film 35 as an electrode. . In the present embodiment, the conductive film 37 may be a rhodium film, and the conductive film 38 may be a nickel film. Through the steps so far, the above-described metal films 21A and 21B can be formed from the conductive films 37 and 38. Further, the conductive films 37 and 38 in the hole 33 become the above-described probes 7A and 7B. The conductive film 35 is removed in a later step, which will be described later.

金属膜21A、21Bにおいては、後の工程で前述のプローブ7A、7Bが形成された時に、ロジウム膜から形成された導電性膜37が表面となり、導電性膜37がパッド11に直接接触することになる。そのため、導電性膜37としては、硬度が高く耐磨耗性に優れた材質を選択することが好ましい。また、導電性膜37はパッド11に直接接触するため、プローブ7A、7Bによって削り取られたパッド11の屑が導電性膜37に付着すると、その屑を除去するクリーニング工程が必要となり、プローブ検査工程が延びてしまうことが懸念される。そのため、導電性膜37としては、パッド11を形成する材料が付着し難い材質を選択することが好ましい。そこで、本実施の形態においては、導電性膜37として、これらの条件を満たすロジウム膜を選択している。それにより、そのクリーニング工程を省略することができる。   In the metal films 21 </ b> A and 21 </ b> B, when the above-described probes 7 </ b> A and 7 </ b> B are formed in a later process, the conductive film 37 formed from the rhodium film becomes the surface, and the conductive film 37 is in direct contact with the pad 11. become. For this reason, it is preferable to select a material having high hardness and excellent wear resistance as the conductive film 37. Further, since the conductive film 37 is in direct contact with the pad 11, if the chips 11 scraped by the probes 7 </ b> A and 7 </ b> B adhere to the conductive film 37, a cleaning process is required to remove the chips, and the probe inspection process. There is a concern that it will extend. Therefore, as the conductive film 37, it is preferable to select a material to which the material forming the pad 11 is difficult to adhere. Therefore, in the present embodiment, a rhodium film that satisfies these conditions is selected as the conductive film 37. Thereby, the cleaning process can be omitted.

次に、上記金属膜21A、21B(導電性膜37、38)の成膜に用いたフォトレジスト膜を除去した後、図21に示すように、金属膜21A、21Bおよび導電性膜35を覆うようにポリイミド膜22(図10および図11も参照)を成膜する。続いて、そのポリイミド膜22に金属膜21A、21Bに達する前述のスルーホール24を形成する。このスルーホール24は、レーザを用いた穴あけ加工またはアルミニウム膜をマスクとしたドライエッチングによって形成することができる。   Next, after removing the photoresist film used to form the metal films 21A and 21B (conductive films 37 and 38), the metal films 21A and 21B and the conductive film 35 are covered as shown in FIG. Thus, a polyimide film 22 (see also FIGS. 10 and 11) is formed. Subsequently, the aforementioned through hole 24 reaching the metal films 21 </ b> A and 21 </ b> B is formed in the polyimide film 22. The through hole 24 can be formed by drilling using a laser or dry etching using an aluminum film as a mask.

次に、図22に示すように、スルーホール24の内部を含むポリイミド膜22上に導電性膜42を成膜する。この導電性膜42は、たとえば膜厚0.1μm程度のクロム膜および膜厚1μm程度の銅膜を順次スパッタリング法または蒸着法によって堆積することによって成膜することができる。続いて、その導電性膜42上にフォトレジスト膜を形成した後に、そのフォトレジスト膜をフォトリソグラフィ技術によってパターニングし、フォトレジスト膜に導電性膜42に達する開口部を形成する。次いで、めっき法により、その開口部内の導電性膜42上に導電性膜43を成膜する。本実施の形態においては、導電性膜43として銅膜、または銅膜およびニッケル膜を下層から順次堆積した積層膜を例示することができる。   Next, as shown in FIG. 22, a conductive film 42 is formed on the polyimide film 22 including the inside of the through hole 24. The conductive film 42 can be formed, for example, by sequentially depositing a chromium film having a thickness of about 0.1 μm and a copper film having a thickness of about 1 μm by a sputtering method or a vapor deposition method. Subsequently, after a photoresist film is formed on the conductive film 42, the photoresist film is patterned by a photolithography technique, and an opening reaching the conductive film 42 is formed in the photoresist film. Next, a conductive film 43 is formed on the conductive film 42 in the opening by plating. In the present embodiment, the conductive film 43 can be exemplified by a copper film or a laminated film in which a copper film and a nickel film are sequentially deposited from the lower layer.

次に、上記フォトレジスト膜を除去した後、導電性膜43をマスクとして導電性膜42をエッチングすることにより、導電性膜42、43からなる配線23を形成する。配線23は、スルーホール24の底部にて金属膜21A、21Bと電気的に接続することができる。   Next, after removing the photoresist film, the conductive film 42 is etched using the conductive film 43 as a mask, thereby forming the wiring 23 composed of the conductive films 42 and 43. The wiring 23 can be electrically connected to the metal films 21 </ b> A and 21 </ b> B at the bottom of the through hole 24.

上記配線23を形成した後、図23に示すように、ウエハ31の主面に前述のポリイミド膜25を成膜する。続いて、図24に示すように、たとえばフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液を用いたエッチングによって、ウエハ31の裏面の酸化シリコン膜34を除去する。続いて、強アルカリ水溶液(たとえば水酸化カリウム水溶液)を用いたエッチングにより、薄膜シート2を形成するための型材であるウエハ31を除去する。次いで、酸化シリコン膜34および導電性膜35を順次エッチングにより除去し、本実施の形態の薄膜シート2を製造する。この時、酸化シリコン膜34はフッ酸およびフッ化アンモニウムの混合液を用いてエッチングし、導電性膜35に含まれるクロム膜は過マンガン酸カリウム水溶液を用いてエッチングし、導電性膜35に含まれる銅膜はアルカリ性銅エッチング液を用いてエッチングする。ここまでの工程により、プローブ7A、7Bを形成する導電性膜37(図20参照)であるロジウム膜がプローブ7A、7Bの表面に現れる。前述したように、ロジウム膜が表面に形成されたプローブ7A、7Bにおいては、プローブ7A、7Bが接触するパッド11の材料であるAuなどが付着し難く、Niより硬度が高く、かつ酸化され難く接触抵抗を安定させることができる。   After the wiring 23 is formed, the polyimide film 25 is formed on the main surface of the wafer 31 as shown in FIG. Subsequently, as shown in FIG. 24, the silicon oxide film 34 on the back surface of the wafer 31 is removed by etching using, for example, a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. Subsequently, the wafer 31 which is a mold material for forming the thin film sheet 2 is removed by etching using a strong alkaline aqueous solution (for example, potassium hydroxide aqueous solution). Next, the silicon oxide film 34 and the conductive film 35 are sequentially removed by etching to manufacture the thin film sheet 2 of the present embodiment. At this time, the silicon oxide film 34 is etched using a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride, and the chromium film contained in the conductive film 35 is etched using a potassium permanganate aqueous solution and contained in the conductive film 35. The copper film to be etched is etched using an alkaline copper etchant. Through the steps so far, the rhodium film, which is the conductive film 37 (see FIG. 20) forming the probes 7A and 7B, appears on the surfaces of the probes 7A and 7B. As described above, in the probes 7A and 7B having the rhodium film formed on the surface, Au or the like, which is the material of the pad 11 that the probes 7A and 7B are in contact with, is less likely to adhere, has a higher hardness than Ni, and is not easily oxidized. Contact resistance can be stabilized.

必要に応じて、上記スルーホール24、配線23およびポリイミド膜25を形成する工程を繰り返すことによって、さらに配線を多層に形成してもよい。   If necessary, wiring may be formed in multiple layers by repeating the process of forming the through hole 24, the wiring 23 and the polyimide film 25.

次に、上記の本実施の形態の薄膜シート2をプローブカードに取り付ける工程について説明する。   Next, the process of attaching the thin film sheet 2 of the present embodiment to the probe card will be described.

まず、図25に示すように、図3を用いて前述した押圧具9を用意する。次いで、押圧具9の主面を上に向け、押圧具9の主面上に厚さ50μm程度のシート状のエラストマ45を配置する。このエラストマ45は、多数のプローブ7A、7Bの先端がパッド11に接触する際の衝撃を緩和しつつ、個々のプローブ7A、7Bの先端の高さのばらつきを局部的な変形によって吸収し、パッド11の高さのばらつきに倣った均一な食い込みによってプローブ7A、7Bとパッド11との接触を実現するものである。   First, as shown in FIG. 25, the pressing tool 9 described above with reference to FIG. 3 is prepared. Next, the main surface of the pressing tool 9 is directed upward, and a sheet-like elastomer 45 having a thickness of about 50 μm is disposed on the main surface of the pressing tool 9. The elastomer 45 absorbs variations in the heights of the tips of the individual probes 7A and 7B by local deformation while reducing the impact when the tips of the multiple probes 7A and 7B come into contact with the pad 11. The contact between the probe 7A and 7B and the pad 11 is realized by uniform biting in accordance with the height variation of 11.

続いて、そのエラストマ45上に厚さ12.5μm程度のポリイミドシート46を配置する。この時、ポリイミドシート46下のエラストマ45は、静電吸着力によって押圧具9の主面に吸着され、ポリイミドシート46についても静電吸着力によってエラストマ45に吸着される。そのため、押圧具9を逆さにした程度であれば、エラストマ45およびポリイミドシート46は押圧具9から脱落することはない。   Subsequently, a polyimide sheet 46 having a thickness of about 12.5 μm is disposed on the elastomer 45. At this time, the elastomer 45 under the polyimide sheet 46 is attracted to the main surface of the pressing tool 9 by electrostatic attracting force, and the polyimide sheet 46 is also attracted to the elastomer 45 by electrostatic attracting force. Therefore, the elastomer 45 and the polyimide sheet 46 do not fall off the pressing tool 9 as long as the pressing tool 9 is inverted.

次いで、図26に示すように、押圧具9にエラストマ45およびポリイミドシート46を静電吸着させた状態で、押圧具9の主面を薄膜シート2の裏面(プローブ7が形成されている主面とは反対側の面)に配置する。この時、押圧具9が接着される領域は、主面側でプローブ7が形成されている領域である。   Next, as shown in FIG. 26, in a state where the elastomer 45 and the polyimide sheet 46 are electrostatically attracted to the pressing tool 9, the main surface of the pressing tool 9 is the back surface of the thin film sheet 2 (the main surface on which the probe 7 is formed). On the opposite side). At this time, the region where the pressing tool 9 is bonded is a region where the probe 7 is formed on the main surface side.

その後、上記のように押圧具9が接着された薄膜シート2を本実施の形態のプローブカードに取り付け、調整を行う。ここで行う調整は、押圧具9からの押圧力による薄膜シート2の多層配線基板1の表面からの押し出し量(多層配線基板1の表面から薄膜シート2のプローブ面までの高さHT(図1参照)に相当)の調整、および各プローブ7の先端の位置合わせ(高さおよび対応するパッド11、12との平面での位置合わせ)である。   Thereafter, the thin film sheet 2 to which the pressing tool 9 is bonded as described above is attached to the probe card of the present embodiment, and adjustment is performed. The adjustment performed here is the amount of extrusion of the thin film sheet 2 from the surface of the multilayer wiring board 1 by the pressing force from the pressing tool 9 (the height HT from the surface of the multilayer wiring board 1 to the probe surface of the thin film sheet 2 (FIG. 1 Adjustment) and alignment of the tip of each probe 7 (alignment in the plane with the height and corresponding pads 11 and 12).

次に、プローブ検査工程時における各プローブ7の先端と、対応するパッド11、12との位置合わせ方法について説明する。   Next, a method for aligning the tip of each probe 7 and the corresponding pads 11 and 12 during the probe inspection process will be described.

図27に示すように、プローブ検査は、プローバ内のウエハステージWSのウエハ搭載面に載置されたウエハWHに対して行うものである。ウエハステージWSの近傍には、撮像器(針先認識手段)51が備えられ、この撮像器51を用いて取得したプローブ7の映像を基にしてウエハステージWSの位置を調整し、プローブ7を接触させるチップ10(パッド11、12)とプローブ7との位置合わせを行う。この時、撮像器51によって取得した映像のコントラストを基にプローブ7の先端を識別する。   As shown in FIG. 27, the probe inspection is performed on the wafer WH placed on the wafer mounting surface of the wafer stage WS in the prober. An imager (needle tip recognition means) 51 is provided in the vicinity of the wafer stage WS. The position of the wafer stage WS is adjusted based on the image of the probe 7 acquired using the imager 51, and the probe 7 is The tip 10 (pads 11 and 12) to be brought into contact with the probe 7 is aligned. At this time, the tip of the probe 7 is identified based on the contrast of the image acquired by the imaging device 51.

ところで、図28に示すようなカンチレバー状のプローブ53を備えたプローブカードを用いた場合には、プローブ53の先端部53Aの径が15μm〜30μm程度であり、ソフトウエア制御によりこの径の寸法に合わせた解像度で撮像器51によって取得した映像を解析していき、先端部53A(ほぼ白色)を認識した位置(座標)を取得する。また映像中で、先端部53A以外のプローブ53はほぼ黒色となり、プローブ53以外の領域は空間であるためほぼ無色となる。なお、図29は、図28におけるFで示す方向(下方)からプローブ53を見た際のプローブ53の要部平面図である。しかしながら、プローブ7の先端部61A(図30および図31参照)の径は、3μm〜5μm程度とプローブ53の先端部53Aの径に比べて小さい。なお、図30および図31は、それぞれプローブ7(7A、7B)を示す要部断面図および要部平面図である。そのため、カンチレバー状のプローブ53の場合と同様のプローブ先端認識方法をプローブ7に適用すると、映像解析の解像度が粗くなって先端部61Aを認識できなくなってしまうばかりでなく、プローブ7以外の金属膜21A、21Bであるベース部61Bと先端部61Aとがほぼ同様の色(ほぼ白色)であることから、ベース部61Bをプローブ7の先端部61Aと誤認識してしまう虞がある。ベース部61Bをプローブ7の先端部61Aと誤認識してしまった場合には、ベース部61Bがパッド11、12と位置合わせされてしまうことから、プローブ7とパッド11、12との位置がずれた状態でプローブ検査が実行されてしまうことになる。そのような場合には、プローブ7以外の部分で薄膜シート2がチップ10(パッド11、12)と接触して薄膜シート2が破損し、プローバの稼動を停止させてしまい、半導体集積回路装置の量産性を低下させてしまう不具合が生じる。   By the way, when a probe card having a cantilever-like probe 53 as shown in FIG. 28 is used, the diameter of the distal end portion 53A of the probe 53 is about 15 to 30 μm, and this diameter is adjusted by software control. The image acquired by the image pickup device 51 is analyzed with the combined resolution, and the position (coordinates) where the tip 53A (substantially white) is recognized is acquired. Further, in the image, the probe 53 other than the tip 53A is substantially black, and the region other than the probe 53 is a space because it is a space. 29 is a plan view of the main part of the probe 53 when the probe 53 is viewed from the direction indicated by F in FIG. 28 (downward). However, the diameter of the distal end portion 61A of the probe 7 (see FIGS. 30 and 31) is about 3 μm to 5 μm, which is smaller than the diameter of the distal end portion 53A of the probe 53. 30 and FIG. 31 are a sectional view and a plan view of relevant parts showing the probe 7 (7A, 7B), respectively. Therefore, when the same probe tip recognition method as that of the cantilever-like probe 53 is applied to the probe 7, not only the resolution of the image analysis becomes coarse and the tip portion 61A cannot be recognized, but also a metal film other than the probe 7 Since the base portion 61B and the tip portion 61A, which are 21A and 21B, have substantially the same color (substantially white), the base portion 61B may be erroneously recognized as the tip portion 61A of the probe 7. If the base portion 61B is mistakenly recognized as the tip portion 61A of the probe 7, the base portion 61B is aligned with the pads 11 and 12, so that the positions of the probe 7 and the pads 11 and 12 are shifted. In this state, the probe inspection is executed. In such a case, the thin film sheet 2 comes into contact with the chip 10 (pads 11 and 12) at a portion other than the probe 7 and the thin film sheet 2 is damaged, and the operation of the prober is stopped. There arises a problem that reduces the mass productivity.

そこで、本実施の形態では、撮像器51によって取得した映像を解析する解像度をプローブ7の先端部61Aの大きさに合わせて細かくした上で、図32に示すようなフローチャートに従ったソフトウエア制御によって映像の解析を行う。すなわち、ポリイミド膜22の色(ほぼ黄色もしくは茶色)、ベース部61Bの色(ほぼ白色)、ポリイミド膜22から四角錐台形型で突出したプローブ7の側面61Cの色(ほぼ黒色)およびプローブ7の先端部61Aの色(ほぼ白色)を識別するものである。   Therefore, in the present embodiment, the resolution for analyzing the video acquired by the image pickup device 51 is made fine according to the size of the distal end portion 61A of the probe 7, and software control according to the flowchart shown in FIG. Analyzing the video by That is, the color of the polyimide film 22 (substantially yellow or brown), the color of the base portion 61B (substantially white), the color of the side surface 61C of the probe 7 protruding from the polyimide film 22 in a quadrangular pyramid shape (substantially black), and the probe 7 This identifies the color (substantially white) of the tip 61A.

まず、ベース部61B(ほぼ白色)を認識する(ステップS1)。これは、平面でポリイミド膜22からベース部61Bに変わったところで色も変わることから認識できる。また、平面では、プローブ7の先端部61Aは四角錐台形型のプローブ7の側面61C(ほぼ黒色)に取り囲まれ、プローブ7の側面61Cはベース部61Bに取り囲まれていることから、ベース部61Bをプローブ7の先端部61Aと誤認識してしまうことを防ぐことが可能となる。   First, the base part 61B (substantially white) is recognized (step S1). This can be recognized from the fact that the color changes when the plane changes from the polyimide film 22 to the base portion 61B. On the plane, the tip portion 61A of the probe 7 is surrounded by the side surface 61C (substantially black) of the quadrangular pyramid shaped probe 7, and the side surface 61C of the probe 7 is surrounded by the base portion 61B. Can be prevented from being erroneously recognized as the distal end portion 61A of the probe 7.

次に、プローブ7の側面61C(ほぼ黒色)を認識する(ステップS2)。続いて、プローブ7の先端部61Aを認識し、プローブ7の先端部61Aの位置(座標)を取得する(ステップS3)。このようなステップS1〜S3を経ることにより、プローブ7の先端部61Aを正確に認識できるようになり、本発明者らの行った実験によれば、ほぼ100%の歩留まりでプローブ7の先端部61Aを正確に認識することができた。   Next, the side surface 61C (substantially black) of the probe 7 is recognized (step S2). Subsequently, the tip portion 61A of the probe 7 is recognized, and the position (coordinates) of the tip portion 61A of the probe 7 is acquired (step S3). Through such steps S1 to S3, the tip portion 61A of the probe 7 can be accurately recognized, and according to experiments conducted by the present inventors, the tip portion of the probe 7 with a yield of almost 100%. 61A was correctly recognized.

上記ステップS1〜S3を経て取得したプローブ7の先端部61Aの位置(座標)を基にウエハステージWSの位置を調整してプローブ7を接触させるチップ10(パッド11、12)とプローブ7との位置合わせを行う。   Based on the position (coordinates) of the tip portion 61A of the probe 7 obtained through the above steps S1 to S3, the position of the wafer stage WS is adjusted and the chip 10 (pads 11 and 12) and the probe 7 are brought into contact with each other. Perform alignment.

次に、ウエハWHが載置されたウエハステージWSの調整方法について説明する。   Next, a method for adjusting the wafer stage WS on which the wafer WH is placed will be described.

ウエハWHが載置されたウエハステージWSは、ウエハWHが載置されるウエハ搭載面がウエハWHよりも大きく形成されており、製造誤差等に起因してウエハ搭載面内で高さにばらつきが存在している。また、ウエハステージWSに載置されたウエハWHの主面(パッド11、12が形成された素子形成面)や、プローブ7が配置された薄膜シート2の主面にも製造誤差等に起因する高さのばらつきが存在する。そのため、これら高さのばらつきを解消してプローブ検査を実施しないと、薄膜シート2やウエハWHに加わる負荷が局所的に増大し、薄膜シート2やパッド11、12下の回路等を破壊してしまう虞がある。特に、ウエハWHの主面に回路等を形成する際に、回路動作の高速化を目的として、配線間の層間絶縁膜として比較的誘電率の低い絶縁膜を形成している場合には、層間絶縁膜の機械的強度が低くなる場合があり、プローブ7がパッド11、12と接触した際にウエハWHに加わる負荷が大きくなると、層間絶縁膜や配線を破壊してしまう不具合が生じる場合がある。   The wafer stage WS on which the wafer WH is mounted has a wafer mounting surface on which the wafer WH is mounted larger than the wafer WH, and the height varies within the wafer mounting surface due to manufacturing errors and the like. Existing. Further, the main surface of the wafer WH placed on the wafer stage WS (the element forming surface on which the pads 11 and 12 are formed) and the main surface of the thin film sheet 2 on which the probe 7 is disposed are also caused by manufacturing errors. There is height variation. Therefore, unless the height variation is eliminated and the probe inspection is not performed, the load applied to the thin film sheet 2 and the wafer WH increases locally, and the thin film sheet 2 and the circuits under the pads 11 and 12 are destroyed. There is a risk of it. In particular, when a circuit or the like is formed on the main surface of the wafer WH, an interlayer insulating film having a relatively low dielectric constant is formed as an interlayer insulating film between wirings for the purpose of speeding up circuit operation. In some cases, the mechanical strength of the insulating film is lowered, and when the load applied to the wafer WH is increased when the probe 7 is in contact with the pads 11 and 12, there may be a problem that the interlayer insulating film and the wiring are destroyed. .

上記のような高さのばらつきを解消する必要が生じるが、たとえばウエハ搭載面の中央の測定点MA(図34参照)のみでウエハ搭載面の高さを測定して、プローブ7とパッド11、12とを接触させた後のオーバードライブ量を設定した場合には、ウエハ搭載面全域での高さが反映されないことから、ウエハ搭載面内ではプローブ7とパッド11、12とに負荷が加わり過ぎる領域が発生してしまう場合がある。なお、実際のオーバードライブ量は、ウエハWHが載置されたウエハステージWSをプローブカードに向かって上昇させる上昇量を調節することで決定される。   Although it is necessary to eliminate the height variation as described above, for example, the height of the wafer mounting surface is measured only at the center measurement point MA (see FIG. 34) of the wafer mounting surface, and the probe 7 and the pad 11, When the overdrive amount after the contact with 12 is set, the height of the entire wafer mounting surface is not reflected, and therefore the probe 7 and the pads 11 and 12 are overloaded in the wafer mounting surface. An area may occur. Note that the actual overdrive amount is determined by adjusting the amount by which the wafer stage WS on which the wafer WH is placed is raised toward the probe card.

また、測定点MA以外に、たとえば直行する2本の直径上で、測定点MAからの距離が等しい4つの測定点MB、MC、MD、MEでもウエハ搭載面の高さを測定し、計5点の測定点での高さの平均値を基にプローブ7とパッド11、12とを接触させた後のオーバードライブ量を設定する方法がある。しかしながら、この方法を用いた場合には、ウエハ搭載面内でその平均値より高さが低くなっている領域ではオーバードライブ量不足となってプローブ7とパッド11、12とが接触不良となり、ウエハ搭載面内でその平均値より高さが高くなっている領域ではオーバードライブ量過多となってプローブ7とパッド11、12とに負荷が加わり過ぎてしまうことになる。   In addition to the measurement point MA, for example, the height of the wafer mounting surface is measured at four measurement points MB, MC, MD, and ME having the same distance from the measurement point MA on two orthogonal diameters. There is a method of setting the amount of overdrive after the probe 7 and the pads 11 and 12 are brought into contact with each other based on the average value of the heights at the measurement points. However, when this method is used, in the region where the height is lower than the average value in the wafer mounting surface, the amount of overdrive becomes insufficient and the probe 7 and the pads 11 and 12 are in poor contact, resulting in a wafer failure. In the region where the height is higher than the average value in the mounting surface, the amount of overdrive becomes excessive, and a load is excessively applied to the probe 7 and the pads 11 and 12.

また、ウエハ搭載面を上記直行する2本の直径で4つの象限に分割し、たとえば測定点MA、MB、MCを含む半径で挟まれる象限QR1については、測定点MA、MB、MCの高さの平均値を求め、この平均値を基に象限QR1でのプローブ7とパッド11、12とを接触させた後のオーバードライブ量を設定するものであり、他の象限QR2〜QR4でも同様にしてオーバードライブ量を設定する方法がある。しかしながら、プローブ検査対象のウエハWHの径が約300mmと大きな場合には、それに伴って各象限も大きくなることから、1つの象限内でも高さのばらつきが大きくなって、オーバードライブ量不足およびオーバードライブ量過多が生じてしまう場合がある。   In addition, for the quadrant QR1, which is divided into four quadrants with the two diameters perpendicular to each other and is sandwiched by a radius including the measurement points MA, MB, MC, for example, the height of the measurement points MA, MB, MC And the amount of overdrive after contacting the probe 7 and the pads 11 and 12 in the quadrant QR1 based on the average value is set. The same applies to the other quadrants QR2 to QR4. There is a way to set the amount of overdrive. However, if the diameter of the wafer WH to be probed is as large as about 300 mm, each quadrant also increases accordingly. Therefore, the variation in height becomes large even within one quadrant, resulting in insufficient overdrive and overdrive. An excessive amount of drive may occur.

そこで、本実施の形態では、図35に示すように、ウエハ搭載面を4本の直径で等分割して8つの象限(第2領域)QR1〜QR8に増やし、各象限において上記4つの象限に分割した場合と同様の方法で高さの平均値を求め、この平均値を基に各象限でのプローブ7とパッド11、12とを接触させた後のオーバードライブ量を設定する。また、ウエハ搭載面の中央の測定点(第1測定点)MA以外の測定点(第2測定点)MB〜MIは、ウエハ搭載面の半径rを4等分したうちの中心(測定点MA)から3/4の位置に配置する。3/4の位置の意味合いは、最外周部では光の乱反射およびノイズ等により測定が困難であり、測定を安定させるためである。このように測定点MB〜MIを配置することにより、測定点MAの位置と測定点MB〜MIの位置とを平面で揃えることができる。たとえば、図36に示すように、測定点MA、MB、MFを含む半径で挟まれる象限QR1については、まず測定点MA、MB、MCの高さの平均値を求め、この平均値を測定点MA、MB、MFによって規定される扇形の領域QR1Aの平均高さとする。次いで、この平均高さを象限QR1内の領域QR1A以外の領域QR1B(図37参照)にもそのまま適用して象限QR1の平均高さとし、この平均高さを基に象限QR1でのプローブ7とパッド11、12とを接触させた後のオーバードライブ量を設定する。その後、他の象限QR2〜QR8でも同様にしてオーバードライブ量を設定する。このように各象限毎にオーバードライブ量を設定することにより、プローブ検査対象のウエハWHの径が大きい場合にも1つの象限内での高さのばらつきを小さくできるので、オーバードライブ量不足およびオーバードライブ量過多の発生を防ぐことが可能となる。すなわち、薄膜シート2やウエハWHに加わる負荷が局所的に増大してしまうことを防ぐことができるので、薄膜シート2やウエハWHの主面に形成されたパッド11、12下の回路等を破壊してしまうことを防ぐことが可能となる。本発明者らの行った実験によれば、高さばらつき±15μmを本実施の形態の方法により±2μmまで、ほぼ一桁の改善ができた。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 35, the wafer mounting surface is equally divided into four diameters to increase to eight quadrants (second regions) QR1 to QR8, and in each quadrant, the above four quadrants are obtained. The average value of the height is obtained by the same method as in the case of division, and the amount of overdrive after the probe 7 and the pads 11 and 12 in each quadrant are brought into contact is set based on this average value. The measurement points (second measurement points) MB to MI other than the central measurement point (first measurement point) MA on the wafer mounting surface are the center (measurement point MA) of the radius r of the wafer mounting surface divided into four equal parts. ) To 3/4 position. The meaning of the position of 3/4 is that the measurement is difficult at the outermost peripheral part due to irregular reflection of light, noise, and the like, and the measurement is stabilized. By arranging the measurement points MB to MI in this way, the position of the measurement point MA and the position of the measurement points MB to MI can be aligned on a plane. For example, as shown in FIG. 36, for the quadrant QR1 sandwiched by the radii including the measurement points MA, MB, and MF, first, an average value of the heights of the measurement points MA, MB, and MC is obtained, and this average value is obtained as the measurement point. The average height of the sector area QR1A defined by MA, MB, and MF. Next, the average height is applied to the region QR1B (see FIG. 37) other than the region QR1A in the quadrant QR1 as it is to obtain the average height of the quadrant QR1, and the probe 7 and the pad in the quadrant QR1 are based on the average height. The amount of overdrive after contacting 11 and 12 is set. Thereafter, the overdrive amount is similarly set in the other quadrants QR2 to QR8. By setting the overdrive amount for each quadrant in this way, even when the diameter of the wafer WH to be probe-inspected is large, the variation in height within one quadrant can be reduced. It is possible to prevent an excessive amount of drive. That is, since the load applied to the thin film sheet 2 and the wafer WH can be prevented from locally increasing, the circuits under the pads 11 and 12 formed on the main surface of the thin film sheet 2 and the wafer WH are destroyed. It becomes possible to prevent that. According to the experiments conducted by the present inventors, the height variation of ± 15 μm was improved to about ± 2 μm by the method of the present embodiment, and was improved by almost an order of magnitude.

ところで、ウエハ搭載面をさらに細かく分割して各象限毎に高さの平均値を求めることによって、各象限内での高さのばらつきを小さくする手段も考えられるが、ウエハ搭載面内の象限が増えたことによってすべての象限での高さの平均値を求めるのに要する時間が長大化することになる。また、各象限の高さ平均値に基づいてウエハステージの位置を微調整するのに要する時間も長大化することになる。それにより、半導体集積回路装置の製造のTAT(Turn Around Time)が延びてしまい、半導体集積回路装置の量産化を妨げてしまう虞がある。そのため、上記の本実施の形態のように、ウエハ搭載面の分割は8つ程度の象限とすることが好ましい。   By the way, it is possible to divide the wafer mounting surface more finely and find the average height for each quadrant to reduce the variation in height within each quadrant. The increase in time increases the time required to find the average height in all quadrants. In addition, the time required to finely adjust the position of the wafer stage based on the average height value of each quadrant also increases. As a result, the TAT (Turn Around Time) for manufacturing the semiconductor integrated circuit device is extended, which may hinder mass production of the semiconductor integrated circuit device. Therefore, it is preferable that the wafer mounting surface is divided into about eight quadrants as in the present embodiment.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明のプローブの位置合わせ方法およびウエハステージ制御方法は、半導体集積回路装置の製造工程におけるプローブ検査工程に広く適用することができる。   The probe alignment method and wafer stage control method of the present invention can be widely applied to the probe inspection process in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

本発明の一実施の形態であるプローブカードの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードの下面の要部平面図である。It is a principal part top view of the lower surface of the probe card which is one embodiment of this invention. 図2中のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line in FIG. 本発明の一実施の形態であるプローブカードの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを用いてプローブ検査を行う対象の半導体チップ領域が形成された半導体ウエハの平面図である。It is a top view of the semiconductor wafer in which the semiconductor chip area | region of the object which performs a probe test | inspection using the probe card which is one embodiment of this invention was formed. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを用いてプローブ検査を行う対象の半導体チップの平面図である。It is a top view of the semiconductor chip of the object which carries out a probe test using the probe card which is one embodiment of the present invention. 図6に示した半導体チップに形成されたパッドの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of pads formed on the semiconductor chip shown in FIG. 6. 図6に示した半導体チップの液晶パネルへの接続方法を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the connection method to the liquid crystal panel of the semiconductor chip shown in FIG. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの要部平面図である。It is a principal part top view of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 図9中のB−B線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line in FIG. 図9中のC−C線に沿った断面図である。It is sectional drawing along CC line in FIG. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを用いてプローブ検査を行う対象の半導体チップの平面図である。It is a top view of the semiconductor chip of the object which carries out a probe test using the probe card which is one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの要部平面図である。It is a principal part top view of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを用いてプローブ検査を行う対象の半導体チップに設けられたバンプ電極上にてプローブが接触する位置を示した要部平面図である。It is a principal part top view which showed the position which a probe contacts on the bump electrode provided in the semiconductor chip of the object which carries out a probe test | inspection using the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの要部平面図である。It is a principal part top view of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの要部平面図である。It is a principal part top view of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 図16中のD−D線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the DD line in FIG. 図16中のE−E線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the EE line in FIG. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの製造工程を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the manufacturing process of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 図19に続く薄膜シートの製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the thin film sheet following FIG. 図20に続く薄膜シートの製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the thin film sheet following FIG. 図21に続く薄膜シートの製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the thin film sheet following FIG. 図22に続く薄膜シートの製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the thin film sheet following FIG. 図23に続く薄膜シートの製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the thin film sheet following FIG. 図19〜図24の工程で製造された薄膜シートをプローブカードに取り付ける工程を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the process of attaching the thin film sheet manufactured at the process of FIGS. 19-24 to a probe card. 図25に続く薄膜シートをプローブカードに取り付ける工程を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the process of attaching the thin film sheet following FIG. 25 to a probe card. プローバ内における本発明の一実施の形態であるプローブカードとウエハとの位置合わせを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows position alignment with the probe card which is one embodiment of this invention in a prober, and a wafer. カンチレバー型のプローブの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of a cantilever type probe. カンチレバー型のプローブを下方から見た要部平面図である。It is the principal part top view which looked at the cantilever type probe from the lower part. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートの要部平面図である。It is a principal part top view of the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるプローブカードを形成する薄膜シートにおけるプローブ先端部を認識するための映像解析方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the image | video analysis method for recognizing the probe front-end | tip part in the thin film sheet which forms the probe card which is one embodiment of this invention. プローブ検査対象のウエハが載置されたウエハステージの要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the wafer stage in which the wafer for probe inspection was mounted. プローブ検査で用いるウエハステージのウエハ搭載面を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the wafer mounting surface of the wafer stage used by a probe test | inspection. プローブ検査で用いるウエハステージのウエハ搭載面を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the wafer mounting surface of the wafer stage used by a probe test | inspection. プローブ検査で用いるウエハステージのウエハ搭載面を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the wafer mounting surface of the wafer stage used by a probe test | inspection. プローブ検査で用いるウエハステージのウエハ搭載面を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the wafer mounting surface of the wafer stage used by a probe test | inspection.

符号の説明Explanation of symbols

1 多層配線基板(第1配線基板)
2 薄膜シート(第1シート)
3 プランジャ
4 押さえリング
5 開口部
6 接着リング
7、7A、7B、7C、7D プローブ
8 ポゴ座
9 押圧具(押圧機構)
10 チップ(チップ領域)
11、12 パッド(テストパッド(第1電極))
14、15 画素電極
16 ガラス基板
17 液晶層
18 ガラス基板
21A、21B、21C、21D 金属膜(第1金属膜)
22 ポリイミド膜
23 配線(第2配線)
24 スルーホール
25 ポリイミド膜
26 配線(第2配線)
27 ポリイミド膜
28 スルーホール
31 ウエハ
32 酸化シリコン膜
33 穴
34 酸化シリコン膜
35、37、38 導電性膜
42、43 導電性膜
45 エラストマ
46 ポリイミドシート
51 撮像器(針先認識手段)
53 プローブ
53A 先端部
61A 先端部
61B ベース部
61C 側面
CHD カードホルダ
FGR フロッグリング
MA 測定点(第1測定点)
MB〜MI 測定点(第2測定点)
PGP ポゴピン
QR1〜QR8 象限(第2領域)
QR1A、QR1B 領域
S1〜S3 ステップ
SB 補助基板
THD テスタヘッド
WH ウエハ
WS ウエハステージ
1 Multilayer wiring board (first wiring board)
2 Thin film sheet (first sheet)
3 Plunger 4 Holding ring 5 Opening 6 Adhesive ring 7, 7A, 7B, 7C, 7D Probe 8 Pogo seat 9 Pressing tool (pressing mechanism)
10 chips (chip area)
11, 12 Pad (Test pad (first electrode))
14, 15 Pixel electrode 16 Glass substrate 17 Liquid crystal layer 18 Glass substrate 21A, 21B, 21C, 21D Metal film (first metal film)
22 Polyimide film 23 Wiring (second wiring)
24 Through hole 25 Polyimide film 26 Wiring (second wiring)
27 Polyimide film 28 Through hole 31 Wafer 32 Silicon oxide film 33 Hole 34 Silicon oxide film 35, 37, 38 Conductive film 42, 43 Conductive film 45 Elastomer 46 Polyimide sheet 51 Image pickup device (needle tip recognition means)
53 Probe 53A Tip 61A Tip 61B Base 61C Side CHD Card Holder FGR Frog Ring MA Measurement Point (First Measurement Point)
MB to MI measurement points (second measurement points)
PGP Pogo Pin QR1-QR8 Quadrant (second area)
QR1A, QR1B area S1-S3 step SB auxiliary substrate THD tester head WH wafer WS wafer stage

Claims (6)

以下の工程を含むプローブの位置合わせ方法:
(a)複数のチップ領域に区画され、前記複数のチップ領域の各々には半導体集積回路が形成され、主面上において前記半導体集積回路と電気的に接続する複数の第1電極が形成された半導体ウエハを用意する工程;
(b)第1配線が形成された第1配線基板と、前記複数の第1電極に接触させるためのプローブを備えた複数の第1金属膜および前記複数の第1金属膜と電気的に接続する複数の第2配線が形成され、前記複数の第2配線が前記複数の第1配線と電気的に接続し前記複数のプローブの先端が前記半導体ウエハの前記主面に対向して前記第1配線基板に保持された第1シートと、前記第1シートのうち前記複数のプローブが形成された第1領域を裏面側より押圧する押圧機構とを有する第1カードを用意する工程;
(c)針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識し、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極上に配置する工程;
(d)前記(c)工程後、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極に接触させる工程、
ここで、前記複数の第1金属膜のそれぞれは、前記プローブを支持するベース部を有し、
前記(c)工程時には、
(c1)前記針先認識手段によって前記ベース部を認識する工程、
(c2)前記(c1)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの側面を認識する工程、
(c3)前記(c2)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識する工程、
を経て前記複数のプローブの前記先端を認識する。
Probe alignment method including the following steps:
(A) Partitioned into a plurality of chip regions, a semiconductor integrated circuit is formed in each of the plurality of chip regions, and a plurality of first electrodes electrically connected to the semiconductor integrated circuit are formed on the main surface Preparing a semiconductor wafer;
(B) electrically connected to the first wiring substrate on which the first wiring is formed, the plurality of first metal films provided with probes for contacting the plurality of first electrodes, and the plurality of first metal films. A plurality of second wirings are formed, the plurality of second wirings are electrically connected to the plurality of first wirings, and tips of the plurality of probes are opposed to the main surface of the semiconductor wafer. Providing a first card having a first sheet held on the wiring board and a pressing mechanism for pressing the first region of the first sheet on which the plurality of probes are formed from the back surface side;
(C) a step of recognizing the tips of the plurality of probes by a needle tip recognizing means, and disposing each of the tips of the plurality of probes on the corresponding first electrodes;
(D) after the step (c), the step of bringing each of the tips of the plurality of probes into contact with the corresponding first electrodes;
Here, each of the plurality of first metal films has a base portion that supports the probe,
During the step (c),
(C1) recognizing the base portion by the needle tip recognizing means;
(C2) a step of recognizing side surfaces of the plurality of probes by the needle tip recognition means after the step (c1);
(C3) After the step (c2), the step of recognizing the tips of the plurality of probes by the needle tip recognition means;
And the tips of the plurality of probes are recognized.
以下の工程を含むプローブの位置合わせ方法:
(a)複数のチップ領域に区画され、前記複数のチップ領域の各々には半導体集積回路が形成され、主面上において前記半導体集積回路と電気的に接続する複数の第1電極が形成された半導体ウエハを用意する工程;
(b)第1配線が形成された第1配線基板と、前記複数の第1電極に接触させるためのプローブを備えた複数の第1金属膜および前記複数の第1金属膜と電気的に接続する複数の第2配線が形成され、前記複数の第2配線が前記複数の第1配線と電気的に接続し前記複数のプローブの先端が前記半導体ウエハの前記主面に対向して前記第1配線基板に保持された第1シートと、前記第1シートのうち前記複数のプローブが形成された第1領域を裏面側より押圧する押圧機構とを有する第1カードを用意する工程;
(c)針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識し、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極上に配置する工程;
(d)前記(c)工程後、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極に接触させる工程、
ここで、前記複数の第1金属膜のそれぞれは、前記プローブを支持するベース部を有し、
前記(c)工程時には、
(c1)前記針先認識手段によって前記ベース部を認識する工程、
(c2)前記(c1)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの側面を認識する工程、
(c3)前記(c2)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識する工程、
を経て前記複数のプローブの前記先端を認識し、
前記針先認識手段は、前記ベース部、前記複数のプローブの前記側面および前記複数のプローブの前記先端をそれぞれの色の違いを基に認識する。
Probe alignment method including the following steps:
(A) Partitioned into a plurality of chip regions, a semiconductor integrated circuit is formed in each of the plurality of chip regions, and a plurality of first electrodes electrically connected to the semiconductor integrated circuit are formed on the main surface Preparing a semiconductor wafer;
(B) electrically connected to the first wiring substrate on which the first wiring is formed, the plurality of first metal films provided with probes for contacting the plurality of first electrodes, and the plurality of first metal films. A plurality of second wirings are formed, the plurality of second wirings are electrically connected to the plurality of first wirings, and tips of the plurality of probes are opposed to the main surface of the semiconductor wafer. Providing a first card having a first sheet held on the wiring board and a pressing mechanism for pressing the first region of the first sheet on which the plurality of probes are formed from the back surface side;
(C) a step of recognizing the tips of the plurality of probes by a needle tip recognizing means, and disposing each of the tips of the plurality of probes on the corresponding first electrodes;
(D) after the step (c), the step of bringing each of the tips of the plurality of probes into contact with the corresponding first electrodes;
Here, each of the plurality of first metal films has a base portion that supports the probe,
During the step (c),
(C1) recognizing the base portion by the needle tip recognizing means;
(C2) a step of recognizing side surfaces of the plurality of probes by the needle tip recognition means after the step (c1);
(C3) After the step (c2), the step of recognizing the tips of the plurality of probes by the needle tip recognition means;
Recognizing the tips of the plurality of probes via
The needle tip recognizing unit recognizes the base portion, the side surfaces of the plurality of probes, and the tips of the plurality of probes on the basis of differences in colors.
以下の工程を含むプローブの位置合わせ方法:
(a)複数のチップ領域に区画され、前記複数のチップ領域の各々には半導体集積回路が形成され、主面上において前記半導体集積回路と電気的に接続する複数の第1電極が形成された半導体ウエハを用意する工程;
(b)第1配線が形成された第1配線基板と、前記複数の第1電極に接触させるためのプローブを備えた複数の第1金属膜および前記複数の第1金属膜と電気的に接続する複数の第2配線が形成され、前記複数の第2配線が前記複数の第1配線と電気的に接続し前記複数のプローブの先端が前記半導体ウエハの前記主面に対向して前記第1配線基板に保持された第1シートと、前記第1シートのうち前記複数のプローブが形成された第1領域を裏面側より押圧する押圧機構とを有する第1カードを用意する工程;
(c)針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識し、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極上に配置する工程;
(d)前記(c)工程後、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極に接触させる工程、
ここで、前記複数の第1金属膜のそれぞれは、前記プローブを支持するベース部を有し、
前記(c)工程時には、
(c1)前記針先認識手段によって前記ベース部を認識する工程、
(c2)前記(c1)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの側面を認識する工程、
(c3)前記(c2)工程後、前記針先認識手段によって前記複数のプローブの前記先端を認識する工程、
を経て前記複数のプローブの前記先端を認識し、
前記(d)工程は、前記複数のプローブの前記先端のそれぞれを対応する前記複数の第1電極に接触させて前記半導体集積回路の電気的検査を行う工程を含む。
Probe alignment method including the following steps:
(A) Partitioned into a plurality of chip regions, a semiconductor integrated circuit is formed in each of the plurality of chip regions, and a plurality of first electrodes electrically connected to the semiconductor integrated circuit are formed on the main surface Preparing a semiconductor wafer;
(B) electrically connected to the first wiring substrate on which the first wiring is formed, the plurality of first metal films provided with probes for contacting the plurality of first electrodes, and the plurality of first metal films. A plurality of second wirings are formed, the plurality of second wirings are electrically connected to the plurality of first wirings, and tips of the plurality of probes are opposed to the main surface of the semiconductor wafer. Providing a first card having a first sheet held on the wiring board and a pressing mechanism for pressing the first region of the first sheet on which the plurality of probes are formed from the back surface side;
(C) a step of recognizing the tips of the plurality of probes by a needle tip recognizing means, and disposing each of the tips of the plurality of probes on the corresponding first electrodes;
(D) after the step (c), the step of bringing each of the tips of the plurality of probes into contact with the corresponding first electrodes;
Here, each of the plurality of first metal films has a base portion that supports the probe,
During the step (c),
(C1) recognizing the base portion by the needle tip recognizing means;
(C2) a step of recognizing side surfaces of the plurality of probes by the needle tip recognition means after the step (c1);
(C3) After the step (c2), the step of recognizing the tips of the plurality of probes by the needle tip recognition means;
Recognizing the tips of the plurality of probes via
The step (d) includes a step of performing electrical inspection of the semiconductor integrated circuit by bringing each of the tips of the plurality of probes into contact with the corresponding first electrodes.
以下の工程を含むウエハステージ制御方法:
(a)主面が複数のチップ領域に区画された半導体ウエハの裏面をウエハステージのウエハ搭載面に対向させ、前記半導体ウエハを前記ウエハステージに載置する工程;
(b)前記(a)工程後、前記ウエハステージの前記ウエハ搭載面を前記ウエハ搭載面の半径で複数の第2領域に等分割し、前記第2領域毎に複数の測定点における前記ウエハ搭載面の高さの平均値を求める工程;
(c)前記第2領域毎に前記高さの平均値を基に前記ウエハ搭載面の高さを調整した状況下で前記チップ領域に対してプローブ検査を行う工程。
Wafer stage control method including the following steps:
(A) a step of placing the semiconductor wafer on the wafer stage by making the back surface of the semiconductor wafer whose main surface is divided into a plurality of chip regions face the wafer mounting surface of the wafer stage;
(B) After the step (a), the wafer mounting surface of the wafer stage is equally divided into a plurality of second regions by the radius of the wafer mounting surface, and the wafer mounting at a plurality of measurement points in each second region. Obtaining an average surface height;
(C) A step of performing probe inspection on the chip region under the condition that the height of the wafer mounting surface is adjusted based on the average value of the heights for each of the second regions.
以下の工程を含むウエハステージ制御方法:
(a)主面が複数のチップ領域に区画された半導体ウエハの裏面をウエハステージのウエハ搭載面に対向させ、前記半導体ウエハを前記ウエハステージに載置する工程;
(b)前記(a)工程後、前記ウエハステージの前記ウエハ搭載面を前記ウエハ搭載面の半径で複数の第2領域に等分割し、前記第2領域毎に複数の測定点における前記ウエハ搭載面の高さの平均値を求める工程;
(c)前記第2領域毎に前記高さの平均値を基に前記ウエハ搭載面の高さを調整した状況下で前記チップ領域に対してプローブ検査を行う工程、
ここで、前記半導体ウエハの径は200mm以上であり、
前記ウエハ搭載面は、8個の前記第2領域に等分割される。
Wafer stage control method including the following steps:
(A) a step of placing the semiconductor wafer on the wafer stage by making the back surface of the semiconductor wafer whose main surface is divided into a plurality of chip regions face the wafer mounting surface of the wafer stage;
(B) After the step (a), the wafer mounting surface of the wafer stage is equally divided into a plurality of second regions by the radius of the wafer mounting surface, and the wafer mounting at a plurality of measurement points in each second region. Obtaining an average surface height;
(C) performing a probe inspection on the chip region under a condition in which the height of the wafer mounting surface is adjusted based on the average value of the height for each second region;
Here, the diameter of the semiconductor wafer is 200 mm or more,
The wafer mounting surface is equally divided into eight second regions.
以下の工程を含むウエハステージ制御方法:
(a)主面が複数のチップ領域に区画された半導体ウエハの裏面をウエハステージのウエハ搭載面に対向させ、前記半導体ウエハを前記ウエハステージに載置する工程;
(b)前記(a)工程後、前記ウエハステージの前記ウエハ搭載面を前記ウエハ搭載面の半径で複数の第2領域に等分割し、前記第2領域毎に複数の測定点における前記ウエハ搭載面の高さの平均値を求める工程;
(c)前記第2領域毎に前記高さの平均値を基に前記ウエハ搭載面の高さを調整した状況下で前記チップ領域に対してプローブ検査を行う工程、
ここで、前記複数の測定点は、前記ウエハ搭載面の中央の第1測定点、および前記1つの第2領域を規定する前記ウエハ搭載面の2本の前記半径のそれぞれの上部の第2測定点の3点であり、
前記第2測定点は、前記ウエハ搭載面の前記半径上のうち、前記ウエハ搭載面の中央から3/4の位置とする。
Wafer stage control method including the following steps:
(A) a step of placing the semiconductor wafer on the wafer stage by making the back surface of the semiconductor wafer whose main surface is divided into a plurality of chip regions face the wafer mounting surface of the wafer stage;
(B) After the step (a), the wafer mounting surface of the wafer stage is equally divided into a plurality of second regions by the radius of the wafer mounting surface, and the wafer mounting at a plurality of measurement points in each second region. Obtaining an average surface height;
(C) performing a probe inspection on the chip region under a condition in which the height of the wafer mounting surface is adjusted based on the average value of the height for each second region;
Here, the plurality of measurement points are a first measurement point at the center of the wafer mounting surface and a second measurement at the upper part of each of the two radii of the wafer mounting surface defining the one second region. 3 points,
The second measurement point is set at a position 3/4 from the center of the wafer mounting surface in the radius of the wafer mounting surface.
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