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JP3043702B2 - プローバー装置 - Google Patents

プローバー装置

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Publication number
JP3043702B2
JP3043702B2 JP10036122A JP3612298A JP3043702B2 JP 3043702 B2 JP3043702 B2 JP 3043702B2 JP 10036122 A JP10036122 A JP 10036122A JP 3612298 A JP3612298 A JP 3612298A JP 3043702 B2 JP3043702 B2 JP 3043702B2
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JP
Japan
Prior art keywords
probe
polishing
tip
prober
semiconductor wafer
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JP10036122A
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English (en)
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JPH11233573A (ja
Inventor
隆 加藤
Original Assignee
山形日本電気株式会社
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12460988&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3043702(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 山形日本電気株式会社 filed Critical 山形日本電気株式会社
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Publication of JPH11233573A publication Critical patent/JPH11233573A/ja
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  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ上
に形成された半導体装置(チップ)の電気的試験を行う
ためのプローバー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プローバー装置では、半導体ウェーハ上
に形成された半導体装置(チップ)の電気的試験を行う
場合、プローブカードのプローブ先端と半導体ウェーハ
に形成された電極(以下、パッドという)とを接触させ
ることによって電気的試験を行っている。
【0003】電気的試験を行う際に、例えばプローブ先
端に付着したアルミ屑等の異物の影響によるパッドとの
接触不具合があった場合、あるいはプローブ先端をパッ
ドに接触させる場合のプローブ先端のパッドに対する圧
下力(以下、オーバードライブ量という)の不足による
接触不具合があった場合、本来は良品である半導体装置
が誤認されて不良品と判定されてしまう場合(以下、測
定不具合という)がある。
【0004】このような測定不具合を防止する手段とし
て、従来では図5に示すように、例えば連続で不良とな
った場合(ステップ506)、自動でプローバー装置を
停止させることによって(ステップ508)、プローブ
先端の異物の除去あるいはオーバードライブ量の増減を
マニュアル(手動)操作可能にしている(ステップ50
9)。
【0005】また、他の方法として特開平7−1698
01号公報に開示されているように、プローブカードの
プローブ先端と半導体ウェーハのパッドとの接触回数を
カウントすることによって、その接触回数が設定値に達
した時点で自動的にオーバードライブ量を補正してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たいずれの従来のプローバー装置においても、測定不具
合に対しては、連続して不良が発生したときのみに対応
している。従って、この場合、所定の連続不良数に達し
ない限り測定不具合は防止されずに、良品を不良として
判定される半導体装置が少なくとも所定の連続不良数だ
け発生してしまうという問題がある。さらに、プローブ
カードのプローブ先端と半導体ウェーハのパッドとの接
触が不安定である場合、連続で不良とはならずに、良品
判定と不良品判定とが交互に繰り返される場合があり、
この場合には、測定不具合が発生しているにもかかわら
ず、その測定不具合を検出することができないという問
題がある。
【0007】近年は半導体装置が多様化してきており、
品種数が増加する傾向にある。それに伴って試験項目も
多様化しているため、測定不具合によって不良となるの
は、その品種ではある程度不良項目が決まっているもの
の、品種間では不良項目が違う場合が多い。この場合、
全ての不良項目に対して連続不良時にプローバー装置を
停止させることは、半導体装置の製造途中で不良品とし
て判定される場合でも、プローバー装置が停止すること
になり、無駄な停止が電気的試験のスループットを低下
させる要因となる。
【0008】本発明の目的は、測定不具合による不良数
の増加を低減すると共に、不要な停止状態を低減するプ
ローバー装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るプローバー装置は、プローブカードの
プローブ先端を半導体ウェハー上に形成された半導体チ
ップの電極に電気的に接触させて前記半導体チップの電
気的特性試験を行う、複数品種の半導体装置を測定対象
とするプローバー装置であって、前記半導体チップの電
気的特性試験にて不良となったときの不良項目を検知す
る検知器と、その不良項目が、接触不良に対応する、各
品種ごとに指定された当該品種に固有な不良項目である
場合、前記プローブカードのプローブ先端と半導体ウェ
ハーの電極との接触状態を改善する指令を発する制御部
とを含むものである。
【0010】また前記制御部からの指令に基づいて前記
プローブ先端の電極に対する圧下力を調整する圧下力調
整部を含むものである。
【0011】また前記制御部からの指令に基づいて前記
プローブ先端を研磨する研磨部を含むものである。また
前記圧下力調整部が圧下力を調整する工程、又は前記研
磨部が研磨する工程の後に、再度半導体ウェハの同一チ
ップの電気的特性試験を行うように前記制御部が制御す
るものである。また前記制御部からの指令に基づいて研
磨部が研磨する回数をカウントするカウンタ部を含み、
所定の回数研磨しても良品にならないときには、不良品
と判定するものである。
【0012】
【作用】各品種毎に不良項目を指定し、電気的試験にお
いて指定した不良が発生した場合は直ちに不良判定は行
わずに、プローブカードのプローブ先端の半導体ウェー
ハの電極に対するオーバードライブ量を段階的に変化さ
せる、またはプローブ先端を研磨し、しかる後に再度電
気的試験を実施するようにすることにより、測定不具合
による不良数の増加を低減すると共に、本物の不良の発
生時の不要なプローバーの停止を低減する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【0014】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るプローバー装置を示す構成図である。
【0015】図に示す本発明の実施形態1に係るプロー
バー装置は、不良項目検知器10と、制御部9とを有
し、プローブカード4に設けたプローブ5の先端を半導
体ウェーハ6の電極(パッド)に電気的に接触させて、
半導体ウェーハ6の電気的試験を行なうようになってい
る。
【0016】具体的に説明すると、図1に示すように本
発明の実施形態1に係るプローバー装置では、ヘッド2
とステージ7とが上下に配置して設けられている。ヘッ
ド2は、下面にテストボード5を介してプローブカード
4を取付けており、一方、ステージ7は、上面にウェー
ハ6を支持するようになっている。
【0017】プローブカード4は、複数のプローブ5を
下向きに取付けており、プローブ5の先端を半導体ウェ
ーハ6の電極(パッド)に電気的に接触するようになっ
ており、プローブカード4のプローブ先端の半導体ウェ
ーハ6の電極(パッド)に対するオーバードライブ量
は、ステージ7を昇降させることにより、調整するよう
になっている。
【0018】またICテスター1には、ヘッド2の出力
端子が接続されており、プローブカード4のプローブ先
端と半導体ウェーハ6の電極(パッド)とが電気的に接
触した状態で半導体ウェーハ6から出力される電気信号
を入力として、半導体ウェーハ6が良品或いは不良品で
あるかを検出するようになっている。
【0019】またステージ7は、直交する3軸方向X,
Y,Zに移動するXYZ軸8に連結されており、XYZ
軸8によって直交する3軸方向X,Y,Zに移動されて
プローブカード4のプローブ先端と半導体ウェーハ6の
電極(パッド)と位置合わせが行なわれるようになって
いる。
【0020】さらに本発明の実施形態1に係るプローバ
ー装置は、不良項目検知器10と制御部9とを有してい
る。
【0021】検知器10は、ICテスター1による半導
体ウェーハ6の電気的試験にて不良となったときの不良
項目を検知するようになっている。
【0022】制御部9は、前記検知器が検知した不良項
目の判定を行ない、その不良項目が指定した不良項目で
ある場合に直ちに不良判定を行なわずに、プローブカー
ドのプローブ先端と半導体ウェーハのパッドとの接触状
態を改善する指令を発するようになっている。
【0023】図1に示す本発明の実施形態1において
は、プローブカード4のプローブ先端と半導体ウェーハ
6のパッドとの接触状態を改善する指令が制御部9から
発せられた場合に、プローバー装置の本体は、制御部9
からの指令に基づいてプローブ先端のパッドに対するオ
ーバードライブ量を段階的に変化させるようになってい
る。具体的には、制御部9からの制御指令に基づいてヘ
ッド2を昇降させることにより、プローブカード4のプ
ローブ先端の半導体ウェーハ6のパッドに対するオーバ
ードライブ量を段階的に変化させるようになっている。
ここに、ステージ7,XYZ軸8,制御部9,不良項目
検知器10等からプローバー11が構成されている。
【0024】次に、本発明の実施形態1に係るプローバ
ー装置の動作を図1及び図2に基づいて説明する。
【0025】図1及び図2において、プローバー装置の
本体にパラメータを入力した(ステップ201)後に、
プローバー11のステージ7上に搭載された半導体ウェ
ーハ6のアライメントを実施し(ステップ202)、プ
ローバー11のステージ7によるプローブカード4のプ
ローブ先端の半導体ウェーハ6のパッドに対する位置合
わせ(ステップ203)、プローブカード4のプローブ
先端の半導体ウェーハ6のパッドに対するオーバードラ
イブ量の初期設定(ステップ204)をそれぞれ行な
い、ICテスター1により半導体ウェーハ6の電気的試
験を行う。
【0026】ICテスター1による電気的試験におい
て、半導体ウェーハ6が良品であるか不良品であるかを
判定し(ステップ206)、不良判定の場合、不良項目
をプローバー11の不良項目検知器10にて検知する
(ステップ207)。
【0027】プローバー11の制御部9には、あらかじ
め、検知した不良が指定した不良項目があった場合は、
自動的にオーバードライブ量を増加させ、再度半導体ウ
ェーハ6上の同じチップにて電気的試験を実施するよう
に設定してある。
【0028】したがって、制御部9は、検知器10が検
知した不良項目の判定を行ない、その不良項目が指定し
た不良項目である場合に直ちに不良判定を行なわずに、
プローブカード4のプローブ先端と半導体ウェーハ6の
パッドとの接触状態を改善する指令、実施形態1では、
オーバードライブ量を増加させる指令を発する。例え
ば、ステップ204でのオーバードライブ量の初期設定
値が80μmであれば、ステップ208にて、10μm
の増加分だけオーバードライブ量を自動的に増加させ
(ステップ208)、再度同一チップの電気的試験を実
施させる(ステップ209)。
【0029】オーバードライブ量の自動変更による同一
チップの再測定は、再測定結果が良品となるか(ステッ
プ210)、あるいはオーバードライブ量が設定した最
大値、例えば100μmに達するまで行われ(ステップ
211)、再測定の結果を判定し(ステップ212)、
次の試験のチップに進む(ステップ213)。
【0030】ここで、半導体ウェーハ6のパッド(パッ
ド)上に刻設されるプローブカード4のプローブ5先端
の跡が半導体ウェーハ6のパッドからはみ出す場合,プ
ローブ5の先端が異常に変形することから、オーバード
ライブ量の最大値は予め設定しておき、その初期値から
徐々に増加させて再度半導体ウェーハ6上の同一チップ
の電気的試験を実施させる(ステップ209)。
【0031】(実施形態2)図3は、本発明の実施形態
2に係るプローバー装置を示す構成図、図4は、本発明
の実施形態2に係るプローバー装置の動作を説明するフ
ロー図である。
【0032】図1に示す本発明の実施形態1において
は、プローブカード4のプローブ先端と半導体ウェーハ
6のパッドとの接触状態を改善する指令が制御部9から
発せられた場合に、プローバー装置の本体は、制御部9
からの指令に基づいてプローブ先端のパッドに対するオ
ーバードライブ量を段階的に変化させるようになってい
るが、本発明の実施形態2では、プローバー装置本体に
研磨部として研磨台12を装備しており、研磨部12に
よって、制御部9からの指令に基づいてプローブカード
4のプローブ5先端を研磨するようにしたことを特徴と
するものである。その他の構成は、実施形態1と同様に
なっている。
【0033】図3に示す本発明の実施形態2の場合は、
不良が指定した不良項目であった場合(ステップ40
6)、プローバー11に取り付けた研磨台12によって
自動でプローブ5の先端を研磨し(ステップ407)、
再度半導体ウェーハ6上の同一チップの電気的試験を実
施する(ステップ408)。
【0034】本発明の実施形態2において、プローブカ
ード4のプローブ5先端を研磨することは、プローブ5
の先端の摩耗を増長させることになるため、回数を重ね
ることは好ましくない。そこで、本発明の実施形態2で
は、カウンター13によってプローブカード4のプロー
ブ5先端の研磨回数をカウントし、例えば所定の研磨回
数を2回とすることによって研磨回数を管理し(ステッ
プ410)、2回の研磨でも良品とならなければ、良品
・不良品の判定を行ない(ステップ411)、半導体ウ
ェーハ6上の次のチップに対して試験を行なう(ステッ
プ412)。
【0035】なお、図1に示す本発明の実施形態1およ
び図3に示す本発明の実施形態2では、オーバードライ
ブ量の変更およびプローブカード4のプローブ5先端の
研磨をそれぞれ個別に行なっているが、このオーバード
ライブ量の変更およびプローブカード4のプローブ5先
端の研磨を連続して実施するようにしてもよいものであ
る。
【0036】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
プローブカードのプローブ先端と半導体ウェーハのパッ
ドとの接触不良などによって発生する電気的試験の不良
は各製品毎によってまちまちであり、かつ製品固有の不
良項目で不良となることが大半を占めることに着眼し、
特定の不良項目で不良となった場合は直ちに判定を行わ
ずに、オーバードライブ量を増加する、或いはプローブ
カードのプローブ先端を研磨し、再度半導体ウェーハの
同一チップの電気的試験を実施することによって、測定
不具合による不良数を低減することができ、かつ不良発
生時の不要なプローバー装置の停止を低減し、電気的試
験のスループットの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係るプローバー装置を示
す構成図である。
【図2】本発明の実施形態1に係るプローバー装置の動
作を示すフロー図である。
【図3】本発明の実施形態2に係るプローバー装置を示
す構成図である。
【図4】本発明の実施形態2に係るプローバー装置の動
作を示すフロー図である。
【図5】従来例に係るプローバー装置の動作を示すフロ
ー図である。
【符号の説明】
1 ICテスター 2 ヘッド 3 テストボード 4 プローブカード 5 プローブ 6 半導体ウェーハ 7 ステージ 8 XYZ軸 9 制御部 10 不良項目検知器 11 プローバー 12 研磨台 13 カウンター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 31/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブカードのプローブ先端を半導体
    ウェハー上に形成された半導体チップの電極に電気的に
    接触させて前記半導体チップの電気的特性試験を行う
    複数品種の半導体装置を測定対象とするプローバー装置
    であって、 前記半導体チップの電気的特性試験にて不良となったと
    きの不良項目を検知する検知器と、 その不良項目が、接触不良に対応する、各品種ごとに指
    定された当該品種に固有な不良項目である場合、前記プ
    ローブカードのプローブ先端と半導体ウェハーの電極と
    の接触状態を改善する指令を発する制御部とを含むこと
    を特徴とするプローバー装置。
  2. 【請求項2】 前記制御部からの指令に基づいて前記プ
    ローブ先端の電極に対する圧下力を調整する圧下力調整
    部を含むことを特徴とする請求項1に記載のプローバー
    装置。
  3. 【請求項3】 前記制御部からの指令に基づいて前記プ
    ローブ先端を研磨する研磨部を含むことを特徴とする請
    求項1又は2に記載のプローバー装置。
  4. 【請求項4】 前記圧下力調整部が圧下力を調整する工
    程、又は前記研磨部が研磨する工程の後に、再度半導体
    ウェハの同一チップの電気的特性試験を行うように前記
    制御部が制御することを特徴とする請求項1、2、又は
    のいずれか1項に記載のプローバー装置。
  5. 【請求項5】 前記制御部からの指令に基づいて研磨部
    が研磨する回数をカウントするカウンタ部を含み、所定
    の回数研磨しても良品にならないときには、不良品と判
    定することを特徴とする請求項3に記載のプローバー装
    置。
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US9322874B2 (en) * 2012-04-11 2016-04-26 Advantest Corporation Interposer between a tester and material handling equipment to separate and control different requests of multiple entities in a test cell operation

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