JPH0964123A - 半導体試験装置及び半導体装置の試験方法 - Google Patents

半導体試験装置及び半導体装置の試験方法

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JPH0964123A
JPH0964123A JP21442795A JP21442795A JPH0964123A JP H0964123 A JPH0964123 A JP H0964123A JP 21442795 A JP21442795 A JP 21442795A JP 21442795 A JP21442795 A JP 21442795A JP H0964123 A JPH0964123 A JP H0964123A
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JP
Japan
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probe
probe needles
semiconductor
probe needle
connection
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JP21442795A
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Inventor
Katsumi Kotake
克己 小竹
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】プローブ針の先端部に付着した導電性の異物を
電気的にチェックする技術を提供する。 【解決手段】プロービング部2において、プローブ針6
aからテスタ9の間、又はテスタ9自体に、電圧印加手
段及び電流測定手段とGND端子を設け、複数のプロー
ブ針6aのそれぞれについて、電圧印加手段及び電流測
定手段に接続するものとGND端子に接続するものとを
交互に設定し、プローブ針間に電流を流すことにより導
電性異物の有無を検出可能な構成としている。 【効果】複数のプローブ針を、それぞれ電圧印加手段及
び電流測定手段への接続が設定されたものとGNDへの
接続が設定されたものとが互いに隣接させることによ
り、電圧印加用のプローブ針とGND用のプローブ針と
の間に電流を流して導電性異物の有無を電気的に検出す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造分野に
関するものであり、特に半導体装置の電気的特性を測定
するプローブ装置に利用して有効なものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の電気的特性を、半導体基板
に回路形成された段階でテスティングする際には、プロ
ーブ装置が用いられている。プローブ装置は、半導体基
板に形成された個々の集積回路に設けられている外部接
続用電極(電極パッド)に、針状のプローブ用電極(以
下プローブ針と称する)とをコンタクトさせ、テスタと
連動して集積回路を自動的にテストするための設備であ
り、主に、ローダ部、アライメント部、プロービング
部、制御部から構成される。プローブ針はプローブカー
ドに取り付けられており、プローブカードごとプロービ
ング部のプローブヘッドにおいて測定機器に電気的に接
続されている。
【0003】供給用ローダにセットされた半導体基板
は、搬送ベルト等によってアライメント部ヘ搬送され、
位置決めされる。その後プロービング部へ移動し、個々
の集積回路の電極パッドにプローブ針をコンタクトさ
せ、プローブ装置と連動しているテスタによってその電
気的特性を測定する。集積回路のテストは、プローブ針
が電極パッドに接触してからスタートし、図6のフロー
図に示すように、テストをスタートさせてからは、予め
設定された測定プログラムによってテストが実行され
る。このテストは半導体基板上の個々の集積回路につい
て繰り返し行われる。コンタクトの際は、図7(a)に
示すように、例えばアルミニウムからなる電極パッド2
3とプローブ針25とを接触させて電気的導通をとるた
めに、電極パッド23にプローブ針25を食い込ませ、
電極パッド23表面の酸化膜24を掻き取ることにより
新生面を露出させ、電気的導通を図っている。その際、
掻き取ったアルミニウム屑等の導電性異物がプローブ針
の先端に付着してしまうことがある。特に隣合ったプロ
ーブ針間に導電性異物が挟まっている場合は、それぞれ
のプローブ針に伝わる電気信号同士が導通、短絡してし
まい、正常な測定が不可能となる。また、大容量の電気
信号と接地ラインが短絡した場合等は、プローブ針が溶
融する可能性があり、プローブカードの短寿命化を招く
恐れもある。
【0004】従来のプローブ針の導電性異物を検出する
方法としては、プローブ装置で複数回連続して半導体チ
ップの測定結果が不良になった場合に、プローブ装置か
ら警告が発せられ、プローブ針の先端の研磨や清掃を促
す技術が利用されている。
【0005】尚、プローブ装置に関しては、例えば特開
昭61−13154号公報等に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たプローブ針の導電性異物を検出する方法では、複数回
連続して集積回路の測定結果が不良になった場合に、半
導体チップの特性が不良であるのかプローブ針への導電
性異物の付着が原因なのかは区別できなかった。
【0007】本発明者は、集積回路の測定結果とは別
に、プローブ針の先端部に付着した導電性の異物を電気
的にチェックする方法が存在していないことに着目し鋭
意検討した。
【0008】そこで本発明の目的は、プローブ針の先端
部に付着した導電性の異物を電気的にチェックする技術
を提供することにある。
【0009】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになる
であろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】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。すなわち、半導体基板に形成された集
積回路の電極パッドとの導通を図る複数のプローブ針
と、該プローブ針と電気的に接続され、前記集積回路の
電気的特性を測定するテスタとを備えた半導体試験装置
であって、前記複数のプローブ針は、それぞれ電圧印加
手段及び電流測定手段への接続が設定されたものとGN
Dへの接続が設定されたものとが互いに隣接しているも
のである。
【0011】
【作用】複数のプローブ針を、それぞれ電圧印加手段及
び電流測定手段への接続が設定されたものとGNDへの
接続が設定されたものとが互いに隣接させることによ
り、電圧印加用のプローブ針とGND用のプローブ針と
の間に電流を流して導電性異物の有無を電気的に検出す
ることができる。また、各集積回路のテストのあい間に
導電性異物の有無のチェックできるので、スループット
を低下させることなく、歩留の向上や測定治具の長寿命
化を実現することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い説明す
る。図1はプローブ装置の概略図である。プローブ装置
1は、主にプロービング部2、ローダー部3、アライメ
ント部4から構成される。プロービング部2では、半導
体基板内の集積回路をテストするために、半導体基板の
Z/Y軸方向の移動と、集積回路内の電極パッドとプロ
ーブ針との接触を全チップに対し自動的に行う。ローダ
ー部3では、収納治具内の半導体基板のプロービング部
への搬送と、プローブテストを終了した半導体基板の収
納治具への収納を行う。アライメント部4では、半導体
基板のオリエンテーションフラットの検出と方向を決め
るプリアライメントと、より位置精度の高いプロービン
グを行うために半導体基板の平行合わせを行うファイン
アライメントとが行われる。図2にプロービング部2の
断面図を示す。プロービング部2は、アライメントされ
た半導体基板をが載置され、X、Y、Z方向及びθ方向
へ移動可能なウエハチャック7と、半導体基板5に形成
された集積回路の電極パッドとの導通を図る複数のプロ
ーブ針6aを備えたプローブカード6と、集積回路の電
気的特性を測定するテスタ9と複数のプローブ針6aと
の電気的接続を図るテスタ測定系13から構成されてい
る。
【0013】本発明では、プロービング部2において、
プローブ針6aからテスタ9の間、又はテスタ9自体
に、電圧印加手段及び電流測定手段とGND端子を設
け、複数のプローブ針6aのそれぞれについて、電圧印
加手段及び電流測定手段に接続するものとGND端子に
接続するものとを交互に設定し、プローブ針間に電流を
流すことにより導電性異物の有無を検出可能な構成とし
ている。図3に電圧印加・電流測定手段及びGND端子
と複数のプローブ針6aとの接続関係を示す。電圧印加
手段及び電流測定手段で構成された電圧印加・電流測定
ユニット15及びGND端子16は、プローブカード6
とテスタ9との間、またはテスタ9自体に設けられてい
る。それぞれのプローブ針6aと電圧印加・電流測定ユ
ニット15及びGND端子16とは、リレースイッチ1
7によって電気的に接続・切断可能としており、プロー
ブ針6aのそれぞれは、電圧印加・電流測定ユニット1
5及びGND端子16のどちらか一方への接続が設定さ
れている。これにより、集積回路の測定時にはリレース
イッチ17を切り、異物の検出を行うときはリレースイ
ッチ17を接続するように制御することができる。リレ
ースイッチ17の接続・切断の制御は、例えばテスタ9
に設けられた制御手段によって行われる。尚、この場合
隣接するプローブ針同士は、一方が電圧印加・電流測定
ユニット15側、他方がGND端子16側に接続され、
それぞれのプローブ針6aは電圧印加・電流測定ユニッ
ト15とGND端子16に交互に接続される。
【0014】図4は導電性異物の有無の検出方法の説明
図である。隣接するプローブ針6a同士の一方には、電
流計18を介して電圧源19が接続されており、他方は
接地されている。導電性異物の検出は、電圧源19から
電流を流すことによって行われる。即ち、隣接するプロ
ーブ針6a間に何も存在しない場合は、電流が流れない
ので、電流計は0を示し異常のないことが示される。隣
接するプローブ針6a間に導電性異物21が挟まってい
る場合は、一方のプローブ針から他方のプローブ針へ導
電性異物21を通って電流が流れるため電流計が作動
し、隣接するプローブ針6a間に導電性異物21が挟ま
っていることが示される。これにより、プローブ針が電
極パッドに接触していない状態で導電性異物の有無を電
気的にチェックできるので、各半導体チップのテストの
あい間に導電性異物の有無のチェックを行うことができ
る。
【0015】図3に示すプローブ針の設定においては、
プローブ針6aのa〜hは、電圧印加・電流測定ユニッ
ト15に接続されるものと、GND端子16に接続され
るものとが交互に配列している。例えば、プローブ針6
aのa−b間に導電性異物が挟まると、aからbへ電流
が流れるので、導電性異物を検出できる。また、b−c
間に導電性異物が挟まると、cからbへ電流が流れるの
で、導電性異物を検出できる。即ち、このような配列に
することで、導電性異物がどのプローブ針間に挟まった
場合でも検出することができる。
【0016】次に本発明の導電性異物の有無のチェック
を取り入れた半導体装置の試験方法について説明する。
図5は本発明の導電性異物の有無のチェックを取り入れ
たプローブテストの処理フローを示す図である。まず、
プローブ針が目的の集積回路の電極パッドに接触する前
にテストをスタートさせ、ウエハチャック7が移動しプ
ローブ針が目的の集積回路の電極パッドに接触するまで
の間、プローブ針が電極パッドに接触していないため、
ここで最初のプローブ針間ショートチェックプログラム
が実行される。このプログラムでは、プローブ針間の導
電性異物の有無を上述した方法で検査するために、プロ
ーブ針と、電圧印加・電流測定ユニット、GND端子と
がリレースイッチによって接続するように制御されてい
る。リレースイッチが接続され、プローブ針間に電流が
流れた場合は、導電性異物有と判定され、テストが中断
される。検出された導電性異物は吸引、針先研磨等によ
り取り除く。その後再度テストをスタートさせる。プロ
ーブ針間に電流が流れなかった場合は、導電性異物無と
判定され、プローブ針と、電圧印加・電流測定ユニッ
ト、GND端子とのリレースイッチによる接続が切ら
れ、プローブ針が電極パッドに接触し、通常の測定プロ
グラムが実行される。測定終了後、次に測定する集積回
路の電極パッドがプローブ針へ移動する間、プローブ針
が電極パッドに接触していないので、次のプローブ針間
ショートチェックプログラムが実行される。この一連の
処理の繰り返しでプローブテストが行われる。この方法
によると、半導体基板上に形成された各集積回路のテス
トのあい間に導電性異物の有無のチェックできるので、
スループットを低下させることなく、歩留の向上や測定
治具の長寿命化を実現することができる。
【0017】以下、本発明の作用効果について説明す
る。
【0018】(1)プローブカードとテスタとの間、又
はテスタには、電圧印加・電流測定手段と、GND端子
が設けられ、複数のプローブ針は、それぞれ電圧印加・
電流測定手段に接続されたものとGND端子に接続され
たものとが互いに隣接していることにより、プローブ針
が電極パッドに接触していない状態で導電性異物の有無
を電気的にチェックできるので、各半導体チップのテス
トのあい間に導電性異物の有無のチェックを行うことが
できる。従って、スループットを低下させることなく、
歩留の向上や測定治具の長寿命化を実現することができ
る。
【0019】(2)複数のプローブ針と、電圧印加手段
及び電流測定手段との接続、及びGNDとの接続を、接
続・切断の制御が可能なスイッチを用いて行うことによ
り、集積回路の測定時にはスイッチを切り、異物の検出
を行うときはスイッチを接続するように制御することが
できる。
【0020】(3)複数のプローブ針は、それぞれ電圧
印加手段及び電流測定手段への接続が設定されたものと
GNDへの接続が設定されたものとが交互に配列してい
ることにより、導電性異物がどのプローブ針間に挟まっ
た場合でも検出することができる。
【0021】(4)テストをスタートさせ、プローブ針
の電極パッドへの接触の有無を検知する処理と、プロー
ブ針の電極パッドへの接触が無い場合にプローブ針間に
電流を流す処理とを備えたことにより、プローブ針が電
極パッドに接触していない状態で導電性異物の有無を電
気的にチェックできるので、各半導体チップのテストの
あい間に導電性異物の有無のチェックを行うことができ
る。従って、スループットを低下させることなく、歩留
の向上や測定治具の長寿命化を実現することができる。
【0022】(5)プローブ針間に電流を流し、電流の
流れがあった場合、テストを中断する処理を備えたこと
により、早急に検出された導電性異物を吸引、針先研磨
等により取り除くことができ、その後再度テストをスタ
ートさせることができる。従って、スループットを低下
させることなく、歩留の向上や測定治具の長寿命化を実
現することができる。
【0023】以上、本発明者によって、なされた発明を
実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例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言うまでもない。例え
ば、上記実施例では、各プローブ針と電圧印加手段及び
電流測定手段との接続、又はGND端子との接続にリレ
ースイッチを用いたが、CMOSスイッチ、その他MO
Sトランジスタ等のFETを接続用のスイッチとして用
いても良い。また、上記実施例のプローブ針間ショート
チェックプログラムと針先自動研磨機構と連動させ、導
電性異物を検出した際にテストを中断し、針先自動研磨
機構を作動させることにより、本発明の導電性異物の有
無のチェックを取り入れた半導体装置の試験を全自動で
行うことができる。従って、半導体装置の電気的特性の
測定を行う試験のスループットが大幅に向上するもので
ある。
【0024】
【発明の効果】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、下
記のとおりである。
【0025】すなわち、複数のプローブ針を、それぞれ
電圧印加手段及び電流測定手段への接続が設定されたも
のとGNDへの接続が設定されたものとが互いに隣接さ
せることにより、電圧印加用のプローブ針とGND用の
プローブ針との間に電流を流して導電性異物の有無を電
気的に検出することができる。また、各集積回路のテス
トのあい間に導電性異物の有無のチェックできるので、
スループットを低下させることなく、歩留の向上や測定
治具の長寿命化を実現することができるものである。
【0026】
【図面の簡単な説明】
【図1】プローブ装置の概略図である。
【図2】プローブ装置のプロービング部の断面図であ
る。
【図3】本発明の半導体試験装置に設けられた電圧印加
・電流測定手段及びGND端子と複数のプローブ針との
接続関係を示す図である。
【図4】本発明の導電性異物の有無の検出方法の説明図
である
【図5】本発明の導電性異物の有無のチェックを取り入
れたプローブテストの処理フローを示す図である。
【図6】従来のプローブテストの処理フローを示す図で
ある。
【図7】(a)はプローブ針の電極パッドへの接触状態
を示す図、(b)はプローブ針間に導電性異物が挟まっ
た状態を示す図である。
【符号の説明】 1……プローブ装置,2……プロービング部,3……ロ
ーダー部,4……アライメント部,5……半導体基板,
6……プローブカード,6a……プローブ針,7……ウ
エハチャック,8……アライメント光学系,9……テス
タ,10、11……収納治具,12……搬送系,13…
…テスタ測定系,14……ウエハチャック移動軌跡,1
5……電圧印加・電流測定ユニット,16……GND端
子,17……リレースイッチ,18……電流計,19…
…電圧源,20……GND,21……導電性異物,22
……半導体基板,23……電極パッド,24……酸化
膜,25……プローブ針

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板に形成された集積回路の電極パ
    ッドとの導通を図る複数のプローブ針と、該プローブ針
    と電気的に接続され、前記集積回路の電気的特性を測定
    するテスタとを備えた半導体試験装置であって、前記複
    数のプローブ針は、それぞれ電圧印加手段及び電流測定
    手段への接続が設定されたものとGNDへの接続が設定
    されたものとが互いに隣接していることを特徴とする半
    導体試験装置。
  2. 【請求項2】前記複数のプローブ針と、前記電圧印加手
    段及び電流測定手段との接続、及び前記GNDとの接続
    は、接続・切断の制御が可能なスイッチを用いて行われ
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体試験装置。
  3. 【請求項3】前記複数のプローブ針は、前記複数のプロ
    ーブ針は、それぞれ電圧印加手段及び電流測定手段への
    接続が設定されたものとGNDへの接続が設定されたも
    のとが交互に配列していることを特徴とする請求項1又
    は2記載の半導体試験装置。
  4. 【請求項4】半導体基板に形成された集積回路の電極パ
    ッドとの導通を図る複数のプローブ針と、該プローブ針
    と電気的に接続され、前記集積回路の電気的特性を測定
    するテスタとを用いた半導体装置の試験方法であって、
    テストをスタートさせ前記プローブ針の前記電極パッド
    への接触の有無を検知する処理と、前記プローブ針の前
    記電極パッドへの接触が無い場合に前記プローブ針間に
    電流を流す処理とを備えたことを特徴とする半導体装置
    の試験方法。
  5. 【請求項5】前記プローブ針間に電流を流し、電流の流
    れがあった場合、前記テストを中断する処理を備えたこ
    とを特徴とする請求項4記載の半導体装置の試験方法。
  6. 【請求項6】前記テスタには、前記プローブ針の針先を
    自動的に研磨する機構が設けられ、前記テストを中断す
    る処理のあと、前記機構を作動させる処理を備えたこと
    を特徴とする請求項5記載の半導体装置の試験方法。
JP21442795A 1995-08-23 1995-08-23 半導体試験装置及び半導体装置の試験方法 Pending JPH0964123A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048833A (ja) * 2000-08-02 2002-02-15 Hioki Ee Corp 回路基板検査装置
JP2012251811A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Micronics Japan Co Ltd 電気的接続装置及びこれを用いる試験装置

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