半导体器件、其测试方法和设备及制造半导体器件的方法

专利名称：半导体器件、其测试方法和设备及制造半导体器件的方法
技术领域：
本发明涉及一种包括用于外部连接的电极焊盘(在下文中称作"电 极焊盘")的半导体器件、用于测试该半导体器件的方法和设备、以及 用于制造该半导体器件的方法。本发明特别涉及一种包括与用于电气 特性测试的测试探针接触的电极焊盘的半导体器件、用于测试该半导 体器件的方法和设备、以及用于制造该半导体器件的方法。
背景技术：
在形成在半导体衬底上的芯片形式的半导体器件中，在将半导体 芯片贴装在半导体器件上之前，通过所谓的"探测(probing)"将电气 特性测试设备的测试探针与位于半导体器件中的电极焊盘相接触来进 行电气特性测试，以通过测试探针使半导体器件通电。在这样的半导 体器件中，当进行探测时将测试探针与电极焊盘的表面接触时，在电 极焊盘的表面上产生了称作"探针破坏"的接触破坏。
近来，为了提高半导体器件的集成度，电极焊盘的面积被制得相 当小。当在其上产生了探针破坏的具有小面积的电极悍盘与外部电极 连接处进行所谓的焊接时，由于探针破坏而在电极焊盘的表面上形成 了粗糙，所以在外部电极和电极焊盘之间的接触面积降低。因此，问 题在于焊接的可靠性被降低。特别地，当通过超声焊接用金线连接铝 电极焊盘时产生的问题在于由于通过在电极焊盘的表面上形成铝和 金的合金来进行该焊接，所以由于探针破坏而减少了焊接的表面，由此金线和电极焊盘之间的焊接强度降低了。
日本未审专利申请公开No. 2002-329742公开了一种用于解决上 述那样的问题的半导体器件。在该半导体中，形成了与测试探针邻接 的用于测试的测试焊盘以及用于焊接的焊盘。
此外，日本未决专利申请公开No. 7-147304公开了用于在半导体 器件上进行测试的测试方法。用该方法，可以光学地检测探针破坏以 测试探针破坏是否超出允许的范围。如果探针破坏超出允许的范围， 那么发布警告，并且然后停止测试的进程。
但是，在现有测试中存在下面的问题。例如，在包括用于测试的 焊盘和用于焊接的焊盘的半导体器件中，在半导体芯片上由电极焊盘 占据的面积大。在该情况下，电极焊盘是实现半导体的高比例集成的 障碍。特别地，随着半导体的近来的多功能，电极焊盘的数目在增加， 从而难以实现多功能的且高度集成的半导体器件。
在光学地检测探针破坏来判断探针破坏是否超出允许的范围的测 试方法中，有时会错误地检测到探针破坏。此外，使用探针板重复地 进行测试，探针末端的接触位置相对于电极焊盘会逐渐偏移。具体地， 探针与形成在晶片的表面上的电极焊盘接触时的位置精度由于探针的 物理强度的退化而降低。此外，通常在半导体芯片周围划片半导体晶 片之前进行半导体的测试。在该情况下，在探针退化的状态下进行测 试之后，在检测工艺中检测到探针破坏。在晶片上的特定芯片中，如 果在检测工艺中检测到的电极焊盘的探针破坏在确定中是有缺陷的， 那么探针接触的全部芯片在判断探针破坏是否超出允许范围的下面的 测试中变成有缺陷的。因此，产生了不能提高产量的问题，并且难于 提高生产率。
因此，现在已经发现用半导体器件的现有测试方法不能够精确地进行测试，由此难以提高生产率。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种半导体器件，其包括用于定义 测试探针和电极焊盘接触的探针区域的探针区域标记，其中探针区域 标记布置得远离电极焊盘。借助于本发明的半导体器件，可以可靠地 识别探针区域(标记)，并且可以精确地进行测试。
根据本发明的另一方面，提供一种半导体器件，其包括与用于进 行探针测试的测试探针接触的电极焊盘、用于定义在电极焊盘上执行 线焊的焊接区域的焊接区域标记，以及用于为电极焊盘定义用于修复 或替换测试探针的探针修复区域的探针区域标记。借助于本发明的半 导体器件，可以防止产生有缺陷的产品，并且可以提高生产率。
根据本发明的再一方面，提供一种半导体器件的测试方法，其将 测试探针与位于半导体器件中的电极焊盘接触来对半导体器件进行电 气测试，该方法包括识别远离电极焊盘的探针区域标记，以及将测 试探针的位置确定在由探针区域标记所定义的探针区域。借助于本发 明的测试方法，可以精确地进行定位，并且还可以进行精确的测试。
根据本发明的又一方面，提供一种导体器件的测试方法，包括 使测试探针与位于半导体器件中的电极焊盘接触，以对半导体器件进 行电气测试；确定在探针修复区域中是否出现位于电极焊盘中的测试 探针的探针破坏；当确定在探针修复区域中出现探针破坏时修复或替 换测试探针；对于其中确定了在探针修复区域中出现探针破坏的电极 焊盘，确定在焊接区域中是否出现探针破坏；以及将具有其中确定在 焊接区域中出现探针破坏的电极焊盘的半导体器件为有缺陷的产品。 借助于该测试方法，可以在生产有缺陷的产品之前修复或替换测试探 针，这样可以减小有缺陷的产品的产生。根据本发明的再又一方面，提供一种半导体器件的测试设备，包 括探针测试执行部件，其使测试探针和位于半导体器件中的电极焊 盘接触以执行半导体器件的电气测试；探针修复确定部件，其确定在 探针修复区域中是否出现形成在电极焊盘上的测试探针的探针破坏；
以及确定有缺陷的产品的部件，对于其中确定了在探针修复区域中出 现了探针破坏的电极焊盘，其根据在焊接区域中是否出现探针破坏来 确定半导体器件是否为有缺陷的产品。借助于本发明的测试设备，可 以在生产有缺陷的产品之前修复或替换测试探针，这样可以减小有缺 陷的产品的产生。
根据本发明的再又一方面，提供一种制造半导体器件的方法，包
括使测试探针和位于半导体器件中的电极焊盘接触以执行半导体器 件的电气测试；根据在探针修复区域中是否出现位于电极焊盘中的测 试探针的探针破坏来修复或替换测试探针；根据在电极焊盘的焊接区 域中是否出现探针破坏来判断半导体器件是无缺陷的产品还是有缺陷 的产品，该电极焊盘中确定了在探针修复区域中出现了探针破坏；以 及对于判断为无缺陷的产品的半导体器件，将外部电极焊接到电极焊 盘的焊接区域。借助于本发明的制造方法，可以在生产有缺陷的产品 之前修复或替换测试探针，这样可以提高生产率。


从结合附图的如下说明中，本发明的上述和其它目的、优点和特 征将更为明显，其中
图1是顶视图，示意性地示出了配备在根据本发明的半导体器件
中的半导体晶片的结构；
图2是顶视图，示意性示出了位于图1所示的半导体晶片上的半
导体芯片的结构；
图3是示出了根据本发明的半导体芯片划片之前的结构的图4是示出了在根据本发明的半导体晶片中具有区域标记的电极
焊盘的结构的图；图5A和图5B是顶视图，示出了测试和焊接时的电极焊盘的结构; 图6A和图6B是示意性示出了电极焊盘的结构的图； 图7是流程图，示出了根据本发明的半导体的测试方法； 图8是框图，示出了根据本发明的半导体的测试设备的结构；以
及
图9是示出了根据本发明的半导体晶片中的电极焊盘和区域标记 的另一个结构的图。
具体实施例方式
现在将参考说明性实施例在此描述本发明。本领域技术人员将认 识到使用本发明的讲述可以实现许多可选实施例并且本发明并不限于 用于说明性目的所说明的实施例。
下文中说明与本发明有关的半导体器件的结构。根据本发明的一 个方面的半导体器件具有精确接触测试探针的电极焊盘。此外，半导 体器件具有探针区域标记。探针区域标记定义了用于使测试探针和电
极焊盘接触的探针区域。优选地，探针区域标记远离电极焊盘布置。 根据本发明的另一个方面的半导体器件具有与测试探针接触的电极焊 盘，用于进行探针测试。此外，半导体器件具有悍接区域标记和探针 区域标记。优选地，焊接区域标记定义了在电极焊盘上进行焊接的焊 接区域。探针区域标记为电极焊盘定义了用于修复或替换测试探针的 探针修复区域。
下文中说明与本发明有关的半导体器件的具体结构。现在使用图 l和图2说明与本发明有关的半导体器件。图1是顶视图，示意性示出 了配备在根据本发明的半导体器件中的半导体晶片的结构。图2是顶 视图，示意性示出了位于图1所示的半导体晶片上的半导体芯片的结 构。
如图1所示，在半导体晶片100上形成多个半导体芯片1。用于分离半导体芯片1的划线11位于每个半导体芯片1之间。具体地，当 在划线上切割半导体晶片100时，半导体晶片被分成单个的半导体芯 片l。如此获得的半导体芯片1的结构如图2所示。
如图2所示，在半导体芯片1的中央，设置了内部电路2，其由
存储电路、逻辑电路等构成。在沿着半导体芯片1的边缘上形成多个
1/0电路区3从而围绕内部电路2。具体地，沿着半导体芯片l的外周 边的附近的四个边布置I/O电路区3。电极焊盘4分别布置在I/O电路 区3中。形成在I/O电路区3中的每个I/O电路与每个电极焊盘4电连 接。
接着，使用图3说明划片半导体芯片1之前半导体晶片100上的 划线11周围的结构。图3是顶视图，示出了划线11的交叉点的周围的 半导体晶片100的放大的结构。这里，X方向和Y方向是设置了划线 11的方向。具体地，半导体晶片100在平行于X方向和Y方向的方向 被划片，并且被分成单个的半导体芯片1。
半导体芯片1布置在X方向和Y方向延伸的划线11的两边。图3 示出了半导体芯片1的每个角的周围的放大的结构。具体地，图3示 出了四个半导体芯片i，其中示出了四个半导体芯片1中的每个的每个
角，即右下角、左下角、右上角和左上角的周围的结构。电极焊盘4 形成在半导体芯片1中。图3示出了在每个半导体芯片1的角的周围 布置了两个电极焊盘4的区域。因此，图3中示出了总共8个电极焊 盘。应该注意实际上如图2所示垂直地和水平地布置了多个电极焊盘4。 为此，图3所示的区域的外侧中，沿X方向布置了多个电极焊盘4a， 沿Y方向布置了多个电极焊盘4b。此外，在布置在半导体芯片l中的 多个电极焊盘4中，图3所示的电极焊盘4布置在最外面(在划线侧 上)。
电极焊盘4a和电极焊盘4b具有相同的尺寸，并且取向成90度。例如，电极焊盘4形成为108nmX60^im。因此，设置了在Y方向和在 X方向上具有108nmX60nm的尺寸的电极焊盘4a，设置了在X方向 和在Y方向上具有108pmX60^mi的尺寸的电极焊盘4b。
此外，在相邻的半导体芯片1之间设置划线11。划线11大约100nm 宽，并且平行于X方向或Y方向形成。在划线11上设置区域标记6。 相对于划线的中心线12对称地设置区域标记6。这里，设置用于定义 电极焊盘4a的区域的区域标记6a和用于定义电极焊盘4b的区域的区 域标记6b。具体地，区域标记6a对应于电极焊盘4a，区域标记6b对 应于电极焊盘4b，它们为每个电极焊盘4划分区域。此外，区域标记 6a定义布置在X方向的多个电极焊盘4a (图3中未示出)的区域，区 域标记6b定义了布置在Y方向中的的多个电极焊盘4b (图3中未示 出)的区域。应该注意的是上述描述说明了右上角的半导体芯片1，其 中示出了左下角的周围的结构，但该描述适用于其它的半导体芯片1。
接着，使用图4说明具有区域标记6的电极焊盘4的结构。图4 是放大视图，示意性示出了由区域标记6定义的电极焊盘4的区域。 在此说明对应于布置在X方向中的多个电极焊盘4a中的一个和区域标 记6a的部分。区域标记6a具有两个标记，从而在电极焊盘4中定义了 3个区域。在两个标记中，下标记是焊接区域标记7a，上标记是探针 区域标记7b。焊接区域标记7a和探针区域标记7b以lO(iin的间距布 置在Y方向上。焊接区域标记7a和探针区域标记7b具有矩形形状， 它们布置为焊接区域标记7a和探针区域标记7b的每个边平行于X或 Y方向。
电极焊盘4包括由焊接区域标记7a和探针区域标记7b定义的3 个区域。第一区域是焊接区域5a，其是从焊接区域标记7a向X方向延 伸的虚线8a和电极焊盘4的下端之间的区域。与外部电极连接的金焊 球形成在焊接区域5a中。第二区域是探针区域5b，其是电极焊盘4的 上端和从探针区域标记7b向X方向延伸的虚线8b之间的区域。通常在该探针区域5b中进行探针测试。第三区域是探针修复区域5C，其是
电极焊盘4的下端和从探针区域标记7b向X方向延伸的虚线8b之间 的区域。焊接区域5a布置在半导体芯片1的外周侧，换句话说，在平 行于X方向的划线侧。具体地，划线布置在X方向的电极焊盘4的下 侧(-Y方向)。在电极焊盘4中，焊接区域5a和探针修复区域5c布置 在半导体芯片1的划线侧，并且探针区域5b布置在半导体芯片1的内 部电路侧。此外，为了清楚地说明，通过从探针修复区域5c上去除焊 接区域5a获得的区域，换句话说，电极焊盘4中在虚线8a和虚线8b 之间的区域是区域5d。
这里，如果电极焊盘4具有108nmX60iim的尺寸，从电极焊盘4 的下端34pm是焊接区域5a的长度。探针修复区域5c是在Y方向上 比焊接区域5a宽10nm的区域。该区域对应于区域5d的宽度，其是探 针区域标记7b和焊接区域标记7a之间的间距。此外，从电极焊盘4 的上端的64pm是探针区域5b。因此，电极焊盘4被分成探针区域5b 和探针修复区域5c，并且构造为使得焊接区域5a包括在探针修复区域 5c中。应该注意的是，在每个区域中，X方向的宽度是60pm，其等于 电极焊盘4的宽度。可以根据线焊设备的焊接精度确定焊接区域5a的 尺寸。具体地，焊接区域5a的尺寸设置为焊线不会从焊接区域5a突出 来。
现在将描述上述构造的电极焊盘的电气测试方法和制造方法。首 先，如图5A所示移动电气测试设备的测试探针21，并且使其与电极 焊盘4的表面邻接。测试是在测试探针21的末端压在电极焊盘的表面 的状态下进行的。因此，电极焊盘4和测试探针21彼此电连接，并且 半导体芯片1的内部电路2通过测试探针21和电极焊盘4通电。应该 注意的是，在半导体芯片1周围划片半导体晶片IOO之前进行测试， 在此如图l所示。
当进行探测时测试探针21与电极焊盘4的表面接触时，在如图5B所示的电极焊盘4的表面上产生称作"探针破坏"23的接触破坏。 在形成探针破坏23的区域中，当进行电连接外部电极和该区域的焊接 时，焊接的可靠性降低了。具体地，电极焊盘4的表面的平整度由于 探针破坏23而降低，由此形成在电极焊盘4上的金焊球和电极焊盘4 之间的机械连接强度被降低。
为了避免在这种探针破坏上形成金焊球，光学地检测探针区域标 记7b。然后，指定由探针区域标记7b所定义的探针区域5b的位置， 并且然后使测试探针21的末端与电极焊盘4接触。因此，探针破坏23 被局限在探针区域5b中。在完成测试后，如图5B所示在焊接区域5a 上进行焊接。具体地，在由焊接区域标记7a所定义的焊接区域5a中， 焊接金线以形成金焊球。
但是，如果在批量生产线中使用相同的测试探针21重复进行大量 半导体芯片的电气特性测试，那么测试探针21的位置精度会随时间退 化。具体地，即使为探针区域5b指定位置，并移动测试探针21，作为 测试探针21的移动距离而设置的设置距离逐渐变得不同于测试探针21 实际移动的实际移动距离。结果，相对于电极焊盘4的测试探针21的 末端的接触位置逐渐位移。在该情况中，探针破坏23可以以从探针区 域5b突出的方式来形成。如果探针破坏23形成在焊接区域5a中，与 焯接工艺之后获得的半导体芯片和焊接引线22之间的连接强度有关的 可靠性降低了。
如上所述，如果测试探针21的位置精度随时间退化，那么探针破 坏23从探针区域5b向区域5d位移，并且最终形成于焊接区域5a中。 如果探针破坏23形成在焊接区域5a中，那么降低了在半导体芯片1 中焊接的可靠性。
在本发明中，确定探针破坏23是否形成在焊接区域5a中。如果 探针破坏23没有出现在焊接区域5a中，那么半导体晶片被判断为无缺陷的产品。另一方面，如果探针破坏23出现在焯接区域5a中，那 么半导体晶片被判断为有缺陷的产品。因此，能够防止有缺陷的产品 进行到后续工艺，并且可以提高生产率。
此外，在本发明中，为了防止其中在焊接区域5a中出现探针破坏 23的有缺陷产品的出现，确定探针破坏23是否出现在探针修复区域 5c中。如果探针破坏没有出现在探针修复区域5c中，换句话说，如果 探针破坏23没有出现在从电极焊盘4的下端到虚线8b的区域中，那 么执行测试。另一方面，如果探针破坏23出现在探针修复区域5c中， 那么具有测试探针21的探针板被修复或者被替换以使其保持在未退化 的状态中。具体地，探针破坏23形成在探针区域5b中，直到一定数 目的半导体晶片。如果测试探针21的退化发展到一定程度或更厉害， 那么在使用退化的测试探针21进行测试的半导体晶片上会以探针破坏 23从探针区域5b突出的方式形成探针破坏23。此时，探针破坏23形 成在探针区域5b附近的探针修复区域5c中。换句话说，探针破坏23 形成在区域5d中。然后，如果继续使用相同的探针板进行测试，那么 在电极焊盘4中的测试探针21的接触位置逐渐位移，由此在焊接区域 5a中形成探针破坏23。
由于探针修复区域5c设置得比焊接区域5a大，所以探针破坏23 在形成于焊接区域5a之前形成在探针修复区域5c中。如果确定在探针 修复区域5c中出现探针破坏23，那么修复或替换探针板。在探针破坏 23仅形成在区域5d中的阶段中，通过修复探针板或进行其它步骤来防 止在焊接区域5a中形成探针破坏23。具体地，可以防止焊接可靠性的 降低。在焊接步骤中在区域5d中不形成金焊球。因此，通过在从探针 修复区域5c中排除焊接区域5a的区域5d中出现探针破坏23的阶段中 修复或替换探针板，可以防止在焊接区域5a中发生探针破坏。满足了 焊接工艺之后获得的半导体芯片和焊线之间的连接强度。因此，防止 了有缺陷的半导体的发生，并且可以提高生产率。如上所述，如果在从探针修复区域5c排除了焊接区域5a的区域 5d中，即在图4所示的虚线8a和虚线8b之间具有lOpm宽度的区域 5d中检测到探针破坏23，那么在半导体晶片的下一个测试中，可以防 止在焊接区域5a中的探针破坏23的形成。因此，可以防止有缺陷的 产品的发生，并且可以提高生产率。
顺便提及，如果测试探针21在电极焊盘4的表面上移动，那么探 针破坏23扩展，由此产生如图5B所示的线性探针破坏23。此外，当 重复进行探测时，产生多个探针破坏23。在该情况下，如图5B所示， 在电极焊盘4的表面上产生多个线性探针破坏23。
此时，在电极焊盘4的表面上滑动测试探针21的方向优选地是如 图5A中的箭头所示的方向(+Y方向)。具体地，在电极焊盘4的表 面的附近，测试探针21优选地以滑动方式以该方向移动从而离开焊接 区域5a。因此，甚至在其中当测试探针的移动精度随时间退化时测试 探针21移动的距离长于所设置的移动距离的情况下，探针破坏23仍 被限制在探针区域5b中。
然后在电极焊盘4的表面上在垂直于移动方向的方向中独立地定 义每个区域。具体地，借助于自探针区域标记7b向X方向延伸的虚线 8b来划分探针区域5b和探针修复区域5c，并且借助于自焊接区域标 记7a向X方向延伸的虚线8a来确定探针修复区域5c之内的焊接区域 5a的位置。虚线8a和虚线8b垂直于电极焊盘4的表面上的测试探针 21的移动方向。换句话说，当虚线8a和虚线8b在X方向中时，电极 焊盘4的表面上的测试探针21的滑动方向基本上在Y方向。应该注意 的是，这些方向并不只是在垂直方向，而是可以在倾斜方向。此外， 在电极焊盘4的表面上的测试探针21的滑动方向是其中测试探针21 从焊接区域5a离开的方向。
现在，使用图6说明形成区域标记6的优选位置。图6A是示出了电极焊盘4的结构的平面图，图6B是示出了电极焊盘4的结构的剖面 图。通常，电极焊盘4由诸如铝的金属层构成，形成的绝缘膜9覆盖 电极焊盘4的外部周围。具体地，在铝层上的绝缘膜9中设置开口部 分以暴露出电极焊盘4。这里，从没有设置电极焊盘4的地方开始到电 极焊盘4上形成了绝缘层9。为此，在电极焊盘4的外部周围的绝缘膜 9中形成突起部分10。如果区域标记6形成在电极焊盘4的外部周围 附近，那么由于突起部分10而使区域标记6不能被检测。换句话说， 即使试图光学地检测区域标记6，由于区域标记6隐藏在突起部分10 之后，由此不能识别区域标记6。尤其当绝缘膜9由诸如聚酰亚胺的树 脂构成时，区域标记6比较不容易被识别。具体地，由于树脂膜通常 比诸如SiN的无机膜厚，所以产生高突起，这样光学检测变得复杂。 因此，区域标记6优选地远离电极焊盘4形成，并且对于其中在电极 焊盘4的上层上形成诸如聚酰亚胺的树脂膜的半导体器件是特别优选 的。
通过构图作为与电极焊盘4相同的最上层的金属层，或者通过构 图其它金属层来设置区域标记6。例如，可以使用与在半导体芯片的内 部电路2中的布线层相同的金属层。通过构图该金属层来形成区域标 记6，可以避免增加制造工艺。此外，区域标记6可以是任何类型的标 记，只要其是可光学地识别的。为了保护区域标记6，整个区域标记6 能够被诸如聚酰亚胺的透明绝缘膜覆盖。在该情况下，为了防止区域 标记6不被光学地检测到，所以布置区域标记6使得金属图案不隐藏 在绝缘膜的突起之后。
不特别限定区域标记6的形状。可以形成矩形金属图案，并且可 以借助于从金属图案的图案边沿延伸的虚线8来定义电极焊盘4中的 每个区域。当然，只要标记可以定义每个区域，形状就可以是三角形、 梯形等。在光刻工艺中能够以高精度形成图案。区域标记6优选地布 置在划线11上。这是因为在划线11上存在许多形成区域标记6的额外 空间。此外，由于没有形成其它的布线层或绝缘膜层，所以可以容易地进行光学检测。此外，由于在任何类型的半导体晶片中都可以设置 划线11，所以不论半导体晶片中形成的布线结构如何，都能容易地识 别区域标记6。
接着，使用图7来说明该半导体器件的测试工艺。图7是流程图，
示出了半导体晶片的测试工艺。首先，设置探针板(步骤S101)。这里，
设置合格探针板。接着，从存储在晶片盒中的多个半导体晶片中取出 一个半导体晶片进行测试，并且该半导体晶片被设置在测试设备的平
台上(步骤S102)。然后，进行半导体晶片的对准(步骤S103)。具体 地，根据半导体的定向平面使以图3所示的成直角延伸的两个划线11 与X方向和Y方向匹配。此时，例如，测试设备的平台被驱动来进行 对准。
此后，对位于半导体晶片上的每个半导体芯片1进行探针测试(步 骤S104)。具体地，使测试探针21的末端与每个半导体芯片1的电极 焊盘4邻接，并且从测试器(未示出)输出电信号。检测根据电信号 来自半导体芯片的输出信号以执行半导体芯片1的电气特性的试验 (assay)测试。通过该探针测试进行半导体芯片的无缺陷的/有缺陷的 产品确定。对在晶片中要测试的所有半导体芯片1执行该测试。应该 注意的是，当进行测试时，识别探针区域标记7b以使测试探针21邻 接探针区域5b。具体地，识别由探针区域标记7b所定义的探针区域 5b，并且将测试探针21的位置指定到该探针区域5b。测试设备识别远 离电极焊盘4布置的探针区域标记7b并且将测试探针21的位置确定 到由探针区域标记7b所定义的探针区域5b。在该位置中，使测试探针 21与电极焊盘4的表面接触，并且进行探测。测试设备使测试探针21 和位于半导体器件中的电极焊盘4接触，以在半导体器件上进行电气 测试。因此，可以提高焊接的可靠性。
接着，根据其中出现了半导体晶片的探针破坏23的区域进行探针 修复确定，该半导体晶片是在其上进行探针测试的半导体晶片(步骤S105)。具体地，光学地检测在每个电极悍盘4中的探针破坏23。然后， 根据探针区域标记7b，确定在探针修复区域5c中是否出现探针破坏 23，以判断是否需要修复或替换。测试设备确定在探针修复区域5c中 是否出现位于电极焊盘4中的测试探针21的探针破坏23。这里，探针 修复区域5c是从电极焊盘4的下端到虚线8b的区域，如上所述。在 探针修复区域5c中没有出现探针破坏23的情况中，半导体芯片进行 到组装工艺(步骤S109)。在探针修复区域5c中出现探针破坏23的情 况中，探针板被替换或修复(步骤S106)。因此，使用合格探针板在下 一个和后续的半导体晶片上进行测试。
在探针修复区域5c中出现探针破坏23的电极焊盘4进行有缺陷 产品的确定(步骤S107)。具体地，根据焊接区域标记7a，确定在步 骤S105中检测的探针破坏23是否出现在焊接区域5a中。在焊接区域 5a中没有出现探针破坏23的情况中，半导体芯片进行到组装工艺(步 骤S109)。具体地，在焊接区域5a中没有出现探针破坏23的半导体芯 片不会在线焊中被影响，因此该半导体芯片被判断为无缺陷产品。执 行线焊以将被判断为无缺陷的产品的半导体芯片的电极焊盘4焊接到 外部电极上。在另一方面，在焊接区域5a中出现探针破坏23的情况 中，半导体芯片被判断为有缺陷的产品(步骤S108)。具有其中确定了 在焊接区域5a中出现探针破坏23的电极焊盘4的半导体芯片被判断 为有缺陷的产品。
应该注意的是，在步骤S104和S108中经过无缺陷/有缺陷产品判 断的半导体芯片分别被应用了不同的标记，并且由此被区分。然后， 在划线11上切割半导体芯片1，并且此后丢弃有缺陷的半导体芯片。 无缺陷的半导体芯片1进行到组装工艺(步骤S109)，并且经过管芯焊 接(diebonding)、线焊等步骤。此外，对于在步骤S108中被确定为有 缺陷的半导体芯片，探针破坏23还可以经过更详细的测试。在通过详 细测试被判断为探针破坏23不影响焊接的情况中，半导体芯片1可以 被送到组装工艺(步骤S109)。在对一个半导体晶片ioo进行测试之后，取出晶片盒中的下一片
半导体晶片(步骤SllO)。然后，通过与如上所述相同的工艺进行测试。 具体地，在测试第N片半导体晶片100之后，对第(N+l)片半导体 晶片100进行测试。在测试第N片半导体晶片之后，通过修复或替换 随时间退化的测试探针，可以防止在第(N+l)片半导体晶片时发生有 缺陷的半导体芯片l。因此，可以提高生产率。
接着，使用图8来说明通过上述工艺进行探针测试的测试设备的 结构。图8是框图，示出了测试设备的结构。测试设备30包括探针测 试单元40和探针破坏检测单元50。探针测试单元40包括探针板41、 晶片设定部件42、对准部件43、以及探针测试执行部件44。探针破坏 检测单元50包括显示部件51、检测部件52、探针修复确定部件53、 确定有缺陷的产品的部件54、以及区域设定部件55。
位于探针测试单元40中的探针板41包括多个探针针尖。多个探 针针尖连接到探针板41使其对应于作为测试目标的半导体芯片1的电 极焊盘4的排列。晶片设定部件42包括在其上贴装半导体晶片100的 平台、以及用于从晶片盒中逐一取出半导体晶片并将其贴装在该平台 上的装载器。例如，晶片设定部件42从其中存放了 25片半导体晶片 的晶片盒中取出一个半导体晶片，并将其贴装在平台上。设置该平台
使其在X和Y方向可移动并在e方向可转动。
对准部件43根据半导体晶片的定向平面进行对准。例如，借助于 布置在预定位置的CCD相机拍摄半导体晶片的定向平面的端部的图 像。然后，旋转平台使得定向平面的方向在CCD相机的像素中的预定 方向上(X方向或Y方向)，并且然后进一步在X或Y方向移动平台 使得定向平面的端部的位置在预定的位置。因此，能够对准在平台上 的半导体晶片。探针测试执行部件44在对准的半导体晶片上执行探针测试。探针
测试执行部件44使测试探针21与位于半导体芯片中的电极焊盘4接 触以进行半导体芯片的电气测试。例如，具有探针针尖的探针板41被 移动使得测试探针21的末端与位于半导体晶片100中的电极焊盘4相 邻接。具体地，准备具有探针针尖的探针板41使得其与位于半导体晶 片100中的半导体芯片上的电极焊盘4相对应，并且被设置在测试设 备中。移动探针板41使得探针针尖的末端与电极焊盘4相邻接。用于 测试的电信号从测试器输出到电极焊盘4，并且同时来自半导体芯片1 的输出信号通过探针板41输出。然后，测试器根据输出信号对半导体 芯片1进行电气特性测试。此时，电极焊盘4的表面上测试探针21的 滑动方向是X方向或Y方向，或者垂直于虚线8的方向和测试探针21 从焊接区域5a离开的方向。
在执行探针测试的半导体晶片上，借助于探针破坏检测单元50检 测探针破坏23。位于探针破坏检测单元50中的检测部件52包括用于 反射照明的光源、用于检测来自在半导体晶片上反射的光源的光的诸 如CCD相机的光检测器、以及将光从光源传送到半导体晶片或者从半 导体晶片传送到光检测器的光学系统。例如，通过扫描其上贴装了半 导体晶片的平台，拍摄了半导体晶片的全部区域的图像。通过拍摄半 导体晶片的全部区域的图像而获得的数据作为图像数据被存储在存储 器中。此时，扫描方向优选地与划线11的方向匹配。具体地，半导体 晶片的扫描方向是X或Y方向。
检测部件52检测布置在划线11上的区域标记6。具体地，检测部 件52事先存储作为区域标记6的标记的形状，并且在半导体晶片的图 像中，识别与上述标记匹配的标记作为区域标记6。应该注意的是，对 于区域标记6，具有不同形状的标记可以用于探针区域标记7b和焊接 区域标记7a。因此，可以可靠地识别探针区域标记7b和焊接区域标记 7a。区域设定部件55根据区域标记6在电极焊盘4中设置焊接区域 5a、探针区域5b、以及探针修复区域5c。例如，区域设定部件55借助 于通过在平行于划线11的方向中延伸探针区域标记7b的图案边缘而 获得的虚线8b来设置探针区域5b和探针修复区域5c。区域设定部件 55还借助于通过在平行于划线11的方向中延伸焊接区域标记7a的图 案边缘而获得的虚线8a来设置焊接区域5a。
具体地，例如，在检测部件52的光发射器被作为二维阵列CCD 相机的情况中，CCD相机的像素的排列与X方向和Y方向匹配。换句 话说，设置CCD相机，使得CCD相机的像素布置在X方向和Y方向。 然后，在X方向和Y方向中扫描平台以拍摄半导体晶片的全部区域的 图像。此后，根据半导体晶片的图像来检测区域标记6的图案边缘。 从该区域标记6的图案边缘延伸到X方向或Y方向的线是虚线8。根 据在图像数据中的图案边缘的像素，设置每个区域。具体地，从再现 的图像的图像数据中检测图案边缘，然后指定图案边缘的像素。由于 从像素向X方向或Y方向延伸的线是虚线8，所以由包括像素的X方 向中的一个像素的行或Y方向中的一个像素的行定义每个区域。
此外，检测部件52可以根据反射率的差检测电极焊盘4或位于电 极焊盘4上的探针破坏23。具体地，由于金属暴露在电极焊盘4的表 面上，所以在电极焊盘4上的反射率高于在诸如绝缘膜、硅衬底等其 它部件上的反射率。此外，由于在表面上形成了粗糙，所以在探针破 坏23上的反射率比在没有出现探针破坏23的电极焊盘4的表面上的 反射率低。因此，通过检测在半导体晶片100的表面上的反射光，根 据反射率的差可以指出电极焊盘4和探针破坏23的位置。因此，检测 到电极焊盘4、探针破坏23、以及区域标记6的像素。
例如，在图4所示的结构中，检测悍接区域标记7a的上侧的图案 边缘的像素。在对应于电极焊盘4的像素中，包括图案边缘的上述像 素的、在X方向中的被检测的像素的行之下的像素是焊接区域5a。此外，检测探针区域标记7b的下侧的图案边缘的像素。在对应于电极焊 盘4的像素中，包括图案边缘的上述像素的、在X方向中的被检测的 像素的行之上的像素是探针区域5b,包括图案边缘的上述像素的、在 X方向中的被检测的像素的行之下的像素是探针修复区域5C。通过进 行上述处理能够容易地设置每个区域的像素。通过使像素的排列和划 线ll的方向匹配，可以容易地定义每个区域。
显示部件51包括诸如LCD或CRT的显示装置，其可以显示半导 体晶片的再现图像。通常，半导体晶片的图像被放大和显示。此时， 沿X方向或Y方向布置的虚线8可以被显示在屏幕上。
探针修复确定部件53根据如上定义的探针修复区域5c来确定是 否修复或替换探针板41。探针修复确定部件53确定形成在电极焊盘4 上的测试探针的探针破坏是否出现在探针修复区域5c中。具体地，探 针修复确定部件53检测位于每个电极焊盘中的探针破坏23。换句话说， 探针修复确定部件53指出在电极焊盘4中的探针破坏23的像素。然 后，探针修复确定部件53根据探针破坏23的像素是否包含在探针修 复区域5c内来确定修复或者替换探针板41。具体地，当探针破坏23 的像素包含在探针修复区域5c的像素中时，探针修复确定部件53判 断修复或替换探针板41。因此，从下一个和后续的半导体晶片开始就 可以使用合格探针板41执行测试了。当探针破坏23的像素未包含在 探针修复区域5c的像素中时，换句话说，当探针破坏23仅出现在探 针区域5b中时，探针修复确定部件53判断不修复或替换探针板41。
确定有缺陷的产品的部件54根据上述定义的焊接区域5a来进行 有缺陷的产品的确定。对于其中确定了在探针修复区域中出现探针破 坏的电极焊盘4，确定有缺陷的产品的部件54根据探针破坏23是否出 现在焊接区域5a中来确定半导体芯片是否为有缺陷的产品。具体地， 确定有缺陷的产品的部件54根据如上所述被检测为探针破坏23的像 素是否包含在焊接区域5a中来进行有缺陷的产品确定。当检测为探针破坏23的像素包含在焊接区域5a的像素中时，半导体晶片被判断为 有缺陷的。当探针破坏的像素没有包含在焊接区域5a的像素中时，半 导体晶片被判断为无缺陷的。以此方式判断半导体晶片是有缺陷的还 是无缺陷的。
应该注意的是可以手动地执行有缺陷的产品判断或探针修复判 断。在该情况下，使显示部件51显示用于定义每个区域的虚线8，以 可以视觉地检査在哪个区域中出现探针破坏。因此，可以容易地执行 确定。
应该注意的是区域标记可以如图9所示位于半导体芯片1的两端， 以借助于连接上述标记的虚线8a和8b来定义探针区域、焊接区域、 以及探针修复区域。这里，图9示出了半导体芯片1的下端的结构。 具体地，焊接区域标记7a和探针区域标记7b位于划线11上的半导体 芯片1的两端。连接焊接区域标记7a的线是虚线8a，连接探针区域标 记7b的线是虚线8b。
探针区域标记7b和焊接区域标记7a可以是物理上相同的。在该 情况下，例如，焊接区域5a可以由从区域标记6的图案边缘延伸的虚 线来定义，探针区域5b可以由从相对边延伸的虚线来定义。具体地， 在图4所示的结构中，区域标记的上端与虚线8b匹配，其下端与虚线 8a匹配。可以替换地，可以根据区域标记的边缘来定义探针区域5b或 焊接区域5a，可以根据从边缘被预定数目的像素隔开的像素来定义其 它区域。具体地，从图像数据可以计算等效于一个像素的距离。并且 能够设置具有如下像素的像素行作为虚线8，该像素是从边缘离开对应 于探针区域5b和探针修复区域5c之间的差的距离。
显然，本发明并不限于上述实施例，在不偏离本发明的范围和精 神的条件下可以修改和变化。
权利要求
1. 一种半导体器件，包括电极焊盘，其与用于执行探针测试的测试探针接触，焊接区域标记，用于定义在电极焊盘上执行焊接的焊接区域，以及探针区域标记，用于为电极焊盘定义用于修复或替换测试探针的探针修复区域。
2.根据权利要求1的半导体器件，其中根据探针区域标记定义与 测试探针接触的探针区域。
3.根据权利要求1的半导体器件，还包括绝缘膜，其覆盖电极焊盘的外周边，其中探针区域标记和焊接区域标记布置得不接触电极焊 盘。
4.根据权利要求1的半导体器件，进一步包括各自之间通过第一划线和与该第一划线交叉的第二划线分割的多 个半导体芯片，其中所述探针区域标记配置在所述第一划线上，其中根据从探针区域标记在平行于第二划线的方向延伸的第一虚 线来定义电极悍盘的探针修复区域，并且根据从焊接区域标记在平行 于第二划线的方向中延伸的第二虚线来定义电极焊盘的焊接区域。
5.根据权利要求1的半导体器件，其中探针区域标记和焊接区域标记形成在半导体器件中的半导体芯片的两端中的每个上，根据连接 形成在两端的每个上的探针区域标记的虚线来定义探针修复区域，并 且根据连接形成在两端的每个上的焊接区域标记的虚线来定义焊接区 域。
6. 根据权利要求4的半导体器件，其中与电极焊盘上的测试探针 的接触相关的探针破坏形成在电极焊盘中，所述探针破坏的证据发生 在与所述第二虚线不同的方向上。
7. 根据权利要求6的半导体器件，其中从半导体芯片内部电路侧 的电极焊盘的端部到探针区域标记中的虚线的区域被定义为探针修复 区域。
8. —种半导体器件的测试方法，包括-使测试探针与位于半导体器件中的电极焊盘接触，以对半导体器 件进行电气测试；确定在探针修复区域中是否出现位于电极焊盘中的测试探针的探 针破坏，所述探针破坏与电极焊盘上的测试探针的接触相关；当确定在探针修复区域中出现所述探针破坏时修复或替换测试探针；对于其中确定了在探针修复区域中出现所述探针破坏的电极焊 盘，确定在焊接区域中是否出现所述探针破坏；以及将具有其中确定在焊接区域中出现所述探针破坏的电极焊盘的半导体器件确定为有缺陷的产品。
9. 根据权利要求8的半导体器件的测试方法，还包括 根据位于半导体器件中的探针区域标记定义探针修复区域；以及 根据位于半导体器件中的焊接区域标记定义焊接区域。
10. 根据权利要求9的半导体器件的测试方法，其中定义焊接区 域使其包括在探针修复区域中。
11. 根据权利要求9的半导体器件的测试方法，其中根据探针区 域标记定义与测试探针接触的探针区域，并且将测试探针的位置指定 到探针区域以进行半导体器件的电气测试。
12. 根据权利要求9的半导体器件的测试方法，其中探针区域标 记和焊接区域标记位于划线上，所述划线用于将所述半导体器件分割 成单个的半导体芯片。
13. 根据权利要求9的半导体器件的测试方法，其中所述半导体 器件具有各自之间通过第一划线和与该第一划线交叉的第二划线分割 的多个半导体芯片，其中由从探针区域标记沿平行于所述第二划线的方向延伸的第一 虚线来定义探针修复区域，所述探针区域标记配置在所述第一划线之 上，并且由从焊接区域标记沿平行于所述第二划线的方向上延伸的虚 线来定义焊接区域。
14. 根据权利要求13的半导体器件的测试方法，其中测试探针在 所述电极焊盘的表面上移动，并且所述测试探针在离开所述焊接区域 的方向上移动。
15. —种半导体器件的测试设备，包括探针测试执行部件，其使测试探针和位于半导体器件中的电极焊 盘接触以执行半导体器件的电气测试；探针修复确定部件，其确定在探针修复区域中是否出现形成在电 极焊盘上的测试探针的探针破坏，所述探针破坏与电极焊盘上的测试 探针的接触相关；以及确定有缺陷的产品的部件，对于其中确定了在探针修复区域中出 现了所述探针破坏的电极焊盘，其根据在焊接区域中是否出现所述探 针破坏来确定半导体器件是否为有缺陷的产品。
16. 根据权利要求15的半导体器件的测试设备，还包括区域设定 部件，其根据位于半导体器件中的探针区域标记来定义探针修复区域， 并且根据位于半导体器件中的焊接区域标记来定义焊接区域。
17. 根据权利要求16的半导体器件的测试设备，还包括光学地检 测探针破坏的检测部件。
18. —种制造半导体器件的方法，包括使测试探针和位于半导体器件中的电极焊盘接触以执行半导体器件的电气测试；根据在探针修复区域中是否出现位于电极焊盘中的测试探针的探 针破坏来修复或替换测试探针，所述探针破坏与电极焊盘上的测试探 针的接触相关；对于确定了在探针修复区域中出现了探针破坏的电极焊盘，根据 在其焊接区域中是否出现探针破坏来判断半导体器件是无缺陷的产品还是有缺陷的产品；以及对于判断为无缺陷的产品的半导体器件，将外部电极焊接到电极 焊盘的焊接区域。
全文摘要
根据本发明的一个方面的半导体器件是具有电极焊盘、焊接区域标记以及探针区域标记的半导体器件，其中电极焊盘与用于进行探针测试的测试探针接触，焊接区域标记用于定义在电极焊盘上执行线焊的焊接区域，探针区域标记用于为电极焊盘定义修复或替换测试探针的探针修复区域。
文档编号G01R31/28GK101425504SQ20081017513
公开日2009年5月6日 申请日期2005年8月23日 优先权日2004年8月26日
发明者自见淳一 申请人:恩益禧电子股份有限公司