JPH0760168B2 - 半導体チップの特性測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば半導体チップなどの検査、測定を行
なうプロービング装置による半導体チップの特性測定位
置に関するものである。

〔従来の技術〕

集積回路等は半導体チップの段階でプロービング装置に
より、その特性が測定検査される。すなわち半導体ウエ
ハ上の各半導体チップに形成されたボンディングパッド
に対し、プロービング装置のプロービングニードルを当
接させることにより、必要な測定等が行なわれる。

かかる半導体チップの検査工程においては、プロービン
グの都度ボンディングパッドにプロービングニードルが
当接するため、ボンディングパッド上のAl部に針跡が残
りまたこれは一種のダメージとなる。このためプロービ
ン回数は極力少なくし１回限りが好ましい。

一方隣接するプロービングニードルの間隔は0.1〜0.15m
mと、その間隔は非常に狭く半導体チップ上のAuバン
プ、ハンダパンプ等のはく離付着または、半導体チップ
の破片等の付着によるプロービングニードル間のリー
ク，短絡の事故が発生する事が多々あり、その場合異常
を除去し測定・検査をやり直すこととなり同一チップが
２度プロービングされることになりボンディング性の悪
化，信頼性の悪化歩留の悪化を生じることになる。これ
らのプロービングニードル間の先に述べた半導体，導体
付着によるリーク，短絡の事故を検出するために、従来
より検出装置またはプロービング装置またはその相方に
不良集計カウント回路を設け、設定した不良数以上にな
るとプロービング装置を一時停止させ、異常を除去し再
度動作させるか、または最初から測定検査をやり直すな
どの処置を行なっている。

この不良集計カウントによる異常検出方法においては、
プロービングニードルのリーク，短絡以外の原因例えば
半導体チップ自身の特性不良においても不良が発生する
ため異常検出するための設定不良数は通常10〜30個に設
定しておき、異常を検出して、一時停止したときプロー
ビングニードルのリーク，短絡による不良が原因か、ま
たはそれ以外の原因かを判定しなければならないため設
定不良数になるまで不良を作り歩留を下げることがあ
り、また原因究明のために高度な技術を必要とするなど
の問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

この様に従来の半導体測定方法ではプロープニードルを
含むプローブカードのリーク，短絡と被測定チップ特性
を区別できずその両方を満足させる異常検出カウント数
にしなければならず不良を作ることとなりまた異常を検
出した時原因究明のために高度な技術を必要とするなど
の問題点があった。

この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
ものでスループットをおとすことなくプロービングニー
ドルを含むプローブカードのリーク，短絡を検査しその
異常を早期に発見できるとともに、この原因が明確に判
定でき唯でも原因が判ることができる半導体チップの特
性測定装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体チップの特性測定装置は、ボンデ
ィングパッドにプロープニードルが当接していない時に
プローブニードルを含むプローブカードを検査し、プロ
ーブカードにリーク，短絡がないか判定し早期にプロー
ブカードの異常を発見でき異常の特定ができるようにし
たものである。

〔作用〕

この発明における半導体チップの特性測定装置は半導体
ウエハ上のチップの測定検査を行なう前にプローブニー
ドルを含むプローブカードのリーク，短絡の有無を検査
し異常がないことを確認した後にチップの測定検査が行
なわれる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。第１図にはこの発明にかかるプロービング装置及
び測定装置の一実施例のうちその主要部分を示すブロッ
ク図である。

この第１図において、（１）はプローブカード、（２）
はプロービングピンでこれらは（12）測定装置（検査手
段）と（13）測定ケーブルを通して電気的に接続されて
いる。また（３）半導体ウエハに形成されたチップは
（４）ウエハステージ上に搭載され（５）ウエハステー
ジZupコントロール信号及び（６）ウエハステージＸ移
動コントロール信号（７）ウエハステージＹ移動コント
ロール信号によりプローブカード上のプロービングピン
と半導体ウエハ上のチップの相対関係は（８）プロービ
ング装置コントローラ（制御手段）により正確に位置合
わせされる。このプロービング装置コントロール（８）
は（９）プローブニードルオープン信号、（10）プロー
ブニードルコンタクト信号、（11）テストエンド信号及
びテスト結果信号により、（12）測定装置と電気的に接
続されている。測定装置（12）の内部には（14）プロー
ブカードのリーク，短絡検出プログラム（15）チップ特
性測定プログラムが準備されている。

次に、作用を説明する。

半導体ウエハに形成されたチップ（３）の特性を測定検
査するためには、プローブカード（１）に付属したプロ
ービングニードル（２）とチップ配列のX,Y方向の相対
位置が正確にアライメントされる。次にウエハステージ
（３）は下がった状態でプロービング装置コントローラ
（８）の指示によりウエハステージＸ移動コントロール
信号（６）、同移動コントロール信号（７）により最初
のチップ位置に移動する。この移動の開始時またはその
移動中にプロービング装置コントローラ（８）は、測定
装置（12）に対しプローブオープン信号（９）を出力す
る。測定装置（12）はその信号により内蔵したプローブ
カードのリーク，短絡検出プログラム（14）を実行す
る。尚この検出プログラム（14）はプロービングニード
ル（２）を含むプローブカード（１）の隣接する信号間
のリーク，短絡を検出するものである。そしてプログラ
ム（14）が実行されることによりプロービングニードル
（２）を含むプローブカード（１）のリーク，短絡の有
無の結果をテストエンド信号及びテスト結果信号（11）
を通じ測定装置（12）からプロービング装置コントロー
ラ（８）に送る。この時テスト結果信号（11）がプロー
ビングニードル（２）及びプローブカード（１）のリー
ク，短絡が有る結果信号の場合はプロービングニードル
異常信号表示灯（16）を点灯させ異常を示すとともに動
作を一時停止する。オペレータは、一時停止した場合プ
ロービングニードル異常信号表示灯（16）を確認にプロ
ービングニードル（２）を含むプローブカード（１）の
リーク，短絡の原因を除去し再スタートを実施する。こ
の時、再度上記の同様にプローブオープン信号（９）に
よりプロービングニードル（２）プローブカード（１）
を検査する。再度異常が検査されれば異常原因の除去を
繰り返す。

最初のリーク，短絡検査でPASSした時及び前記異常原因
除去後の再検査でPASSした時、プロービング装置コント
ローラ（８）はウエハステージZupコントロール信号に
よりウエハステージ（４）を上昇させプロービングニー
ドル（２）と半導体ウエハ上のチップ（３）を当接させ
る。次にプロービング装置コントローラ（８）はプロー
ブニードルコンタクト信号（10）により測定装置（12）
に内蔵したチップ特性測定プログラム（15）を実行す
る。実行結果により半導体ウエハ上の被測定チップ
（３）の良否を測定しテストエンド信号及びテスト結果
信号（11）を通じ測定装置（12）からプロービング装置
コントローラ（８）に送る。ここで不良の場合には該当
チップにインキング（図示せず）する。続いてプロービ
ング装置コントローラ（８）はウエハステージZupコン
トロール信号（５）によりウエハステージ（４）を下降
させプロービングニードル（２）と半導体上のチップ
（３）の当接状態を解除する。そしてプローブニードル
オープン信号（９）を測定装置（12）に送りウエハステ
ージ（４）は次の被測定チップへ移動する。測定装置
（12）はプローブニードルオープン信号を受け取ったら
前記と同様に内蔵したプローブカードのリーク，短絡検
出プログラム（14）を実行する。

以後同様にプローブカードのリーク，短絡がない事を検
査した後チップの測定を繰り返す。

なお、この発明は何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、例えばプローブニードルオープン信号（９）とプ
ローブニードルコンタクト信号（10）をまとめてテスト
スタート信号の一系列にしプローブカードの検査とチッ
プの検査は交互にテストするのでプローブニードルオー
プン時及びプローブニードルコンタクト時の各時点でテ
ストスタート信号を測定装置（12）に送り、測定装置
（12）は交互にプローブカードのリーク短絡検出プログ
ラム（14）とチップ特性測定プログラム（15）を実行す
る様にしても同様な結果が得られる。

また、上記プロービングニードル（２）の近傍に、加圧
空気，窒素等の加圧気体，液体をソレノイドバルブ等を
経由して、そのプロービングニードル（２）に噴射する
異物除去器（異物除去手段）を設け、リーク短絡検出プ
ログラム（14）によって、プロービングニードル（２）
のリーク，短絡の検査結果が異常と判断された場合にプ
ロービング装置コントローラ（８）の指令に応じて噴射
し、異物が除去されてからチップ特性測定プログラム
（15）を動作させるようにすれば、リーク，短絡が発生
するごとに、一時停止し、プロービングニードル（２）
を移動させ、異物除去操作するような必要がなくなり、
すばやく自動でできる効果がある。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、半導体ウエハを載置
したウエハステージの水平方向移動中に、検査手段によ
ってプロービングニードルのリーク，短絡を検査し、異
常と判断された場合、そのプロービングニードル近傍に
設けられた異物除去手段によってそのプロービングニー
ドルに加圧気体を噴射させるように構成したので、プロ
ービングニードルのリーク，短絡の有無が次のチップへ
の移動中に検査でき、歩留を悪くすることなく、また、
リーク，短絡の検出のためだけの時間もかかることな
く、測定全体を短時間で行える。さらに、リーク，短絡
異常と判断された場合、異物除去手段によって直ちに噴
射され異物が除去されるので、異常が発生する度にプロ
ービングニードルを移動する必要もなく、測定全体を短
時間で行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるものでその主要部分
を示したブロック図である。図において、（１）はプロ
ーブカード、（２）はプローブニードル、（３）は半導
体ウエハ及びチップ、（４）はウエハステージ、（５）
はウエハステージZupコントロール信号、（６）はウエ
ハステージＸ移動コントロール信号、（７）はウエハス
テージＹ移動コントロール信号、（８）はプロービング
装置コントロール、（９）はプローブニードルオープン
信号、（10）はプローブニードルコンタクト信号、（1
1）はテスト信号及びテスト結果信号、（12）は測定装
置、（13）は測定ケーブル、（14）はプローブカードの
リーク，短絡検出プログラム、（15）はチップ特性測定
プログラム、（16）はプロービングニードル異常表示灯
を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハ上に形成されたチップのボン
   ディングパッドに当接するプロービングカードのプロー
   ビングニードルと、上記半導体ウエハを載置してその載
   置面に対して水平及び垂直方向に移動させるウエハステ
   ージと、上記プロービングニードルからの信号に応じて
   そのプロービングニードルのリーク，短絡を検査すると
   共に、そのプロービングニードルと上記ボンディングパ
   ッドの当接時に上記チップの特性を検査する検査手段
   と、上記プロービングニードル近傍に設けられ加圧気体
   をそのプロービングニードルに噴射する異物除去手段
   と、上記ウエハステージの水平方向移動中に上記検査手
   段によって上記プロービングニードルのリーク，短絡を
   検査させ、異常と判断された場合上記異物除去手段によ
   ってそのプロービングニードルに加圧気体を噴射させる
   制御手段とを備えた半導体チップの特性測定装置。