JP2006318965A - Method and apparatus for inspecting semiconductor device - Google Patents

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英起 高津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the same electrode pad of the same wafer stably for a plurality of times when evaluating electric characteristics in a wafer. <P>SOLUTION: A method for inspecting a semiconductor device includes a process for forming a first needle mark by allowing a probe to come into contact with an electrode pad in the electrode pad of a prescribed semiconductor chip; a process for storing information on a first needle mark position; a process for shifting the position of the probe by a prescribed amount to come into contact with the electrode pad of the prescribed semiconductor chip again, and forming a second needle mark at a position that does not overlap with the first one; a process for storing information on a second needle mark position; and a process for allowing the probe to come into contact with a position corresponding to the first and second needle mark positions in the electrode pad of the prescribed semiconductor chip in each electrode pad of a plurality of semiconductor chips, based on the position information of the prescribed semiconductor chip and the information on the first and second needle mark positions for inspecting the electric characteristics of the semiconductor chip. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体デバイスの検査方法および半導体デバイス検査装置に関し、特にウエハ内の同一電極パッドを複数回測定する場合のプローブと電極パッドとのコンタクト位置決め方法についての半導体デバイスの検査方法および半導体デバイス検査装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device inspection method and a semiconductor device inspection apparatus, and in particular, a semiconductor device inspection method and a semiconductor device inspection for a contact positioning method between a probe and an electrode pad when measuring the same electrode pad in a wafer multiple times. Relates to the device.

ウエハの表面には電気素子回路が形成された多数の半導体デバイスが形成されており、この電気素子回路を個々の半導体デバイス(チップ)として切断する前に、各電気素子回路の電気的特性を検査するために、プローブ装置によってその良・不良を判定している。このプローブ装置は、一般にウエハの各半導体デバイスに対応するプローブを有し、テスタに接続されたプローブカードと、ウエハの各半導体デバイスとを順次対応させて、半導体デバイスの電極パッドにプローブを接触させるようにして、電気的な測定を行うように構成されている。   A large number of semiconductor devices on which electrical element circuits are formed are formed on the surface of the wafer, and before the electrical element circuits are cut into individual semiconductor devices (chips), the electrical characteristics of each electrical element circuit are inspected. In order to do so, the quality is judged by the probe device. This probe apparatus generally has a probe corresponding to each semiconductor device on the wafer, and the probe card connected to the tester and each semiconductor device on the wafer are sequentially matched to bring the probe into contact with the electrode pad of the semiconductor device. Thus, it is configured to perform an electrical measurement.

ところで、正確な電気的測定を行うためには、プローブカードのプローブと半導体デバイスの電極パッドとを確実に接触させなければならず、このためウエハを載置したステージを高精度に制御すると共に、測定前に触針に対して電極パッドを正確に位置合わせ(アライメント)することが必要である。そのため、従来のプローブ装置では、プローブカードのプローブに半導体デバイスの電極パッドを接触させて電気的な特性検査を行うプロービング領域と、プローブカードが着脱自在に固定されるテストヘッドから離れた位置に、カメラを備えた撮像手段(アライメント装置)を配置し、この撮像手段の下方側のウエハの位置合わせを行うアライメント(位置合わせ)領域と、が平面的に一定の距離に配置されている。   By the way, in order to perform an accurate electrical measurement, the probe of the probe card and the electrode pad of the semiconductor device must be brought into contact with each other. For this reason, the stage on which the wafer is placed is controlled with high accuracy, It is necessary to accurately align (align) the electrode pad with respect to the stylus before measurement. Therefore, in the conventional probe apparatus, the probe pad of the probe card is brought into contact with the electrode pad of the semiconductor device to perform an electrical characteristic inspection, and at a position away from the test head to which the probe card is detachably fixed, An imaging unit (alignment apparatus) provided with a camera is arranged, and an alignment (positioning) region for aligning a wafer below the imaging unit is arranged at a fixed distance in a plane.

したがって、ウエハが供給されたステージのチャック部が、最初にこのアライメント領域に移動してウエハが位置決めされ、次にこの位置決めされたウエハが、ステージの移動によりプローブの真下のプロービング領域に運ばれ、電気的な測定が行われる。このためステージを移動させる移動機構等の機械的誤差が上記移動量に含まれるため、正確な位置補正が必要となる。   Therefore, the chuck part of the stage to which the wafer is supplied is first moved to the alignment region to position the wafer, and then the positioned wafer is moved to the probing region directly below the probe by the movement of the stage. Electrical measurements are made. For this reason, since a mechanical error such as a moving mechanism for moving the stage is included in the moving amount, accurate position correction is required.

以下、図7を参照しながら、従来のカラーカメラによるコンタクト位置修正方法について説明する(例えば、特許文献1参照)。   Hereinafter, a contact position correction method using a conventional color camera will be described with reference to FIG. 7 (see, for example, Patent Document 1).

チャック上にあるウエハに針跡をつけるまでは従来公知の方法によって行われる(ステップS401)。次に、ウエハを保持したステージをカラーカメラ下に移動する(ステップS402)。次に、カラーカメラの画面上のクロスに針跡の中心を合わせて、その位置を登録する(ステップS403)。次に、画面上のクロスに電極パッドの中心を合わせて、その位置を登録する(ステップS404)。次に、針跡の中心位置と電極パッドの中心位置との位置ずれを計算する(ステップS405)。次に、計算値分チャックを微小移動させて修正する(ステップS406)。   Until a needle mark is made on the wafer on the chuck, the conventional method is used (step S401). Next, the stage holding the wafer is moved under the color camera (step S402). Next, the center of the needle mark is aligned with the cross on the screen of the color camera, and the position is registered (step S403). Next, the center of the electrode pad is aligned with the cross on the screen, and the position is registered (step S404). Next, a positional deviation between the center position of the needle trace and the center position of the electrode pad is calculated (step S405). Next, the chuck is corrected by slightly moving the calculated value (step S406).

ここで、撮像手段に使用されるカメラにカラーカメラを用いているのは、電極パッドが金バンプ、半田バンプ、アルミバンプ等である場合、モノクロカメラでは針跡がみえないという不都合を解決するためである。   Here, the color camera is used as the camera used for the imaging means in order to solve the problem that the needle mark cannot be seen in the monochrome camera when the electrode pad is a gold bump, a solder bump, an aluminum bump, or the like. It is.

以上のような工程を実施することにより、半導体デバイスの電極パッドとプローブとの微小な位置合わせの修正を正確に行うことができる。
特開2004−63877号公報
By performing the steps as described above, it is possible to accurately correct the minute alignment between the electrode pad of the semiconductor device and the probe.
JP 2004-63877 A

半導体デバイスの電気的測定を実施するにあたり、その測定回数は少ないのが理想である。しかし、現実には、オペレーションミス、テストプログラムのバグ、プローブ装置故障による測定値の変動、プローブ装置を複数台所有している場合の測定値装置間差比較等、あらゆる場面で、同じウエハ内の同じ電極パッドを複数回測定する必要が生じる。   Ideally, the electrical measurement of a semiconductor device should have a small number of measurements. In reality, however, operation errors, test program bugs, fluctuations in measurement values due to probe device failures, and comparisons between measurement value devices when multiple probe devices are used, etc. The same electrode pad needs to be measured multiple times.

また、研究開発段階での半導体デバイス評価、新規プローブ装置導入時の装置評価、テストプログラム検証などの場合にも同じウエハ内の同じ電極パッドを複数回測定する必要が生じる。このような場合、全く同じ位置に複数回針を立てると、先の触針で電極パッド表面に発生する凹凸等の表面形状変化のために、後の触針で接触抵抗が変化するなどして正確な測定値が得られないことが発生する。しかしながら、正確な測定値を得るために測定目的毎に針跡のない新規ウエハを準備していたのではリードタイムが長くなり、膨大な材料コストもかかる。   In addition, the same electrode pad in the same wafer needs to be measured a plurality of times in the case of semiconductor device evaluation in the research and development stage, apparatus evaluation when introducing a new probe apparatus, test program verification, and the like. In such a case, if the needle is erected several times at the exact same position, the contact resistance changes with the subsequent stylus due to surface shape changes such as irregularities generated on the electrode pad surface with the previous stylus. Occasionally, accurate measurements cannot be obtained. However, if a new wafer without a needle trace is prepared for each measurement purpose in order to obtain an accurate measurement value, the lead time becomes long and a huge material cost is required.

特に、特許文献1に記載の電極パッドとプローブのコンタクト位置修正方法の場合には、測定回数を少なくすることを想定している。そのため、この方法を用いて複数回測定を実施すると、常に電極パッドの同じ位置で測定するため、接触抵抗の影響を受けやすくなり、測定値が変動してしまうという問題が起きる。   In particular, in the method of correcting the contact position between the electrode pad and the probe described in Patent Document 1, it is assumed that the number of measurements is reduced. For this reason, if measurement is performed a plurality of times using this method, the measurement is always performed at the same position of the electrode pad, so that it is easily affected by contact resistance and the measurement value fluctuates.

また、それを防ぐために、コンタクト位置の設定を変更して針跡をずらすことは従来の方法でも可能であるが、測定回数を重ねるたびにプローブ装置の設定を変更し、コンタクト位置合わせをその都度実施しなければならない。これでは自動測定ができなくなり、検査効率が低下するという問題が起きる。   In order to prevent this, it is possible to shift the needle trace by changing the contact position setting. However, the probe device setting is changed each time the measurement is repeated, and the contact position is adjusted each time. Must be implemented. This makes it impossible to perform automatic measurement and causes a problem that inspection efficiency decreases.

したがって、本発明の目的は、上記の課題に鑑みて、ウエハ内の同一電極パッドを複数回測定する際に、電極パッドとプローブとのコンタクト位置決め方法を提供することにより、精度良い測定値を得ることが可能になるとともに評価リードタイム短縮、評価材料コストの低減、検査効率の向上を同時に実現することができる半導体デバイスの検査方法および半導体デバイス検査装置を提供することである。   Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for positioning a contact between an electrode pad and a probe when measuring the same electrode pad in a wafer a plurality of times, thereby obtaining an accurate measurement value. An object of the present invention is to provide a semiconductor device inspection method and a semiconductor device inspection apparatus capable of simultaneously reducing the evaluation lead time, reducing the evaluation material cost, and improving the inspection efficiency.

上記課題を解決するため、本発明の請求項1記載の半導体デバイスの検査方法は、ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する半導体デバイスの検査方法であって、複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する工程と、前記第1回目の針跡を形成したときの前記プローブの第1回目の針跡位置情報を記憶する工程と、前記プローブの位置を所定量シフトさせて、前記所定の半導体チップの電極パッドに再度接触させ、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する工程と、前記第2回目の針跡を形成したときの前記プローブの第2回目の針跡位置情報を記憶する工程と、前記所定の半導体チップの位置情報および前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目の針跡位置情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する工程とを含む。   In order to solve the above problems, a semiconductor device inspection method according to claim 1 of the present invention is a semiconductor in which a probe is brought into contact with an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip. A method for inspecting a device, comprising: forming a first needle trace by bringing the probe into contact with the electrode pad in an electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips; Storing the first-time needle track position information of the probe when forming the second-time needle track, shifting the position of the probe by a predetermined amount, and again contacting the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, A step of forming a second needle trace at a position not overlapping with the first needle trace, and a second needle trace position of the probe when the second needle trace is formed. A plurality of semiconductor chip electrode pads on the basis of the step of storing information, the position information of the predetermined semiconductor chip, and the first and second needle trace position information in the electrode pads of the predetermined semiconductor chip Each of the electrode pads of the predetermined semiconductor chip, the probe is brought into contact with positions corresponding to the first and second needle trace positions, and the electrical characteristics of the semiconductor chip are inspected. .

請求項2記載の半導体デバイスの検査方法は、請求項1記載の半導体デバイスの検査方法において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記第2回目の針跡を形成する工程と同様にして第3回目以降の針跡を形成し、少なくとも3箇所以上の互いに重ならない複数の針跡位置情報を記憶し、前記複数の針跡位置情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記複数の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査することを特徴とする。   The method for inspecting a semiconductor device according to claim 2 is the same as the method for inspecting a semiconductor device according to claim 1, in the same manner as the step of forming the second needle trace on the electrode pad of the predetermined semiconductor chip. Third and subsequent needle traces are formed, at least three or more pieces of needle trace position information that do not overlap each other are stored, and each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips is stored based on the plurality of needle trace position information. In the method, the electrical characteristics of the semiconductor chip are inspected by bringing the probe into contact with positions corresponding to the plurality of needle trace positions on the electrode pads of the predetermined semiconductor chip.

請求項3記載の半導体デバイス検査方法は、ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する半導体デバイスの検査方法であって、複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する工程と、前記所定の半導体チップの電極パッドおよび前記第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する工程と、前記画像データから前記電極パッドサイズと前記第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する工程と、測定回数を設定し、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する工程と、前記電極パッドサイズ、前記第1回目の針跡位置および前記シフト量から前記第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する工程と、前記所定の半導体チップの位置情報および前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目以降の針跡位置情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目以降の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する工程とを含む。   The semiconductor device inspection method according to claim 3, wherein a probe is brought into contact with an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip, and a plurality of the semiconductor device inspection methods A step of forming a first needle trace by bringing the probe into contact with the electrode pad in an electrode pad of a predetermined semiconductor chip of the semiconductor chips; and the electrode pad of the predetermined semiconductor chip and the first time A step of storing image data obtained by imaging a needle trace, and calculating and storing a first needle trace position determined by the electrode pad size, the center coordinates of the first needle trace and the needle trace area from the image data. And setting the number of measurements, and calculating the shift amount for forming the second and subsequent needle traces at a position that does not overlap with the first needle trace A step of storing, a step of calculating and storing the second and subsequent needle trace positions from the electrode pad size, the first needle trace position and the shift amount, and the position of the predetermined semiconductor chip Based on the information and the first and second needle trace position information on the electrode pads of the predetermined semiconductor chip, in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips, the electrode pad of the predetermined semiconductor chip And inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by bringing the probe into contact with positions corresponding to the first and second needle trace positions.

請求項4記載の半導体デバイスの検査方法は、ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する半導体デバイスの検査方法であって、前記半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定された前記プローブを前記電極パッドに接触させたときに形成される針跡サイズとから、前記針跡が前記電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の前記針跡位置を算出する工程と、前記複数の針跡位置に関する情報を記憶する工程と、前記複数の針跡位置に関する情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記複数の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する工程とを含む。   5. The semiconductor device inspection method according to claim 4, wherein a probe is brought into contact with an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip, wherein the semiconductor device is inspected. From the electrode pad size of the chip and the needle trace size formed when the probe measured in advance is brought into contact with the electrode pad, the plurality of the needle traces fit within the electrode and do not overlap with each other In each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips based on the step of calculating the needle trace position, the step of storing information on the plurality of needle trace positions, and the information on the plurality of needle trace positions, And inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by bringing the probe into contact with a position corresponding to the needle trace position.

請求項5記載の半導体デバイス検査装置は、ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバと、前記プローブに電気的に接続される端子を有し、前記端子を介して前記半導体チップを動作させるとともにその出力信号を検出して前記半導体チップの電気的特性を検査するテスタとを備える半導体デバイス検査装置であって、前記半導体チップの電極パッドに、互いに重ならないように形成可能な複数の針跡に関する針跡位置情報を記憶する手段と、前記複数の針跡位置情報をもとに、複数の前記半導体チップの電極パッドの各々において、前記複数の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する手段とを備えた。   6. The semiconductor device inspection apparatus according to claim 5, further comprising: a prober that makes a probe contact an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer; and a terminal that is electrically connected to the probe. A semiconductor device inspection apparatus including a tester for operating a semiconductor chip and detecting an output signal of the semiconductor chip to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip, and can be formed so as not to overlap with the electrode pads of the semiconductor chip Means for storing needle trace position information relating to a plurality of needle traces and positions corresponding to the plurality of needle trace positions in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips based on the plurality of needle trace position information. And a means for inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by bringing the probe into contact therewith.

請求項6記載の半導体デバイス検査装置は、請求項5記載の半導体デバイス検査装置において、前記針跡位置情報を記憶する手段は、複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する手段と、前記第1回目の針跡を形成したときの前記プローブの第1回目の針跡位置情報を記憶する手段と、前記プローブの位置を所定量シフトさせて、前記所定の半導体チップの電極パッドに再度接触させ、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する手段と、前記第2回目の針跡を形成したときの前記プローブの第2回目の針跡位置情報を記憶する手段とを備えた。   The semiconductor device inspection apparatus according to claim 6 is the semiconductor device inspection apparatus according to claim 5, wherein the means for storing the needle trace position information is an electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips. Means for forming a first needle trace by bringing the probe into contact with the electrode pad; and means for storing first needle trace position information of the probe when the first needle trace is formed. A means for shifting the position of the probe by a predetermined amount, contacting the electrode pad of the predetermined semiconductor chip again, and forming a second needle trace at a position not overlapping the first needle trace; Means for storing second trace information of the probe when the second trace is formed.

請求項7記載の半導体デバイス検査装置は、請求項5記載の半導体デバイス検査装置において、前記針跡位置情報を記憶する手段は、複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成した際の、前記所定の半導体チップの電極パッドおよび前記第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する手段と、前記画像データから前記電極パッドサイズと前記第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する手段と、測定回数を設定し、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する手段と、前記電極パッドサイズ、前記第1回目の針跡位置および前記シフト量から前記第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する手段とを備えた。   The semiconductor device inspection apparatus according to claim 7 is the semiconductor device inspection apparatus according to claim 5, wherein the means for storing the needle trace position information is an electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips. Means for storing image data obtained by imaging the electrode pad of the predetermined semiconductor chip and the first needle trace when the probe is brought into contact with the electrode pad to form the first needle trace; Means for calculating and storing a first needle trace position determined by the electrode pad size, the center coordinates and the needle trace area of the first needle trace from the image data, and setting the number of measurements; Means for calculating and storing a shift amount for forming the second and subsequent needle traces at a position that does not overlap with the needle traces, the electrode pad size, and the first needle And means for storing along with the location and from the shift amount calculating a needle trace position of the second and subsequent times.

請求項8記載の半導体デバイス検査装置は、請求項5記載の半導体デバイス検査装置において、前記針跡位置情報を記憶する手段は、前記半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定された前記プローブを前記電極パッドに接触させたときに形成される針跡サイズとから、前記針跡を前記電極パッドに複数形成する際に、前記針跡が前記電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の前記針跡位置を算出する手段と、前記複数の針跡位置に関する情報を記憶する手段とを備えた。   9. The semiconductor device inspection apparatus according to claim 8, wherein the means for storing the needle trace position information includes the electrode pad size of the semiconductor chip and the probe measured in advance. A plurality of needles that fit within the electrode and do not overlap with each other when forming a plurality of needle traces on the electrode pad from the size of the needle trace formed when contacting the electrode pad Means for calculating a trace position and means for storing information relating to the plurality of needle trace positions are provided.

本発明の請求項1記載の半導体デバイスの検査方法によれば、プローブを電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する工程と、第1回目の針跡を形成したときのプローブの第1回目の針跡位置情報を記憶する工程と、プローブの位置を所定量シフトさせて、所定の半導体チップの電極パッドに再度接触させ、第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する工程と、第2回目の針跡を形成したときのプローブの第2回目の針跡位置情報を記憶する工程とを行うので、同一電極パッドに対して、プローブと電極パッドをコンタクトさせて針跡をつけるという工程を最低2回以上の複数回行う場合に、あらかじめ定義した所定量分ずらして、針跡が重ならないようにコンタクトする処理を行うことができる。このため、検査時の電極パッドとプローブとの接触抵抗の変化を最小限にすることが可能となるため、電極パッド下の構成膜層を損傷することなく安定した測定結果を得ることができる。   According to the method for inspecting a semiconductor device according to claim 1 of the present invention, the step of forming the first needle trace by bringing the probe into contact with the electrode pad, and the probe at the time of forming the first needle trace A step of storing the first needle trace position information, a position of the probe is shifted by a predetermined amount, and again brought into contact with an electrode pad of a predetermined semiconductor chip, and the second time at a position not overlapping with the first needle trace. And a step of storing the second needle trace position information of the probe when the second needle trace is formed, so that the probe and the electrode pad are applied to the same electrode pad. When the step of making a contact and making a needle trace is performed a plurality of times at least twice, it is possible to perform a contact process so that the needle traces do not overlap by shifting by a predetermined amount defined in advance. For this reason, since it is possible to minimize the change in the contact resistance between the electrode pad and the probe during the inspection, a stable measurement result can be obtained without damaging the constituent film layer under the electrode pad.

このように、ウエハ内の同一電極パッドを複数回測定する際の電極パッドとプローブとのコンタクト位置決め方法を提供することにより、精度良い測定値を得ることが可能になるとともに評価リードタイム短縮、評価材料コストの低減、検査効率の向上を同時に実現するという優れた効果を発揮することができる。   Thus, by providing a contact positioning method between the electrode pad and the probe when measuring the same electrode pad in the wafer multiple times, it is possible to obtain a precise measurement value and shorten the evaluation lead time and the evaluation. An excellent effect of simultaneously realizing reduction in material cost and improvement in inspection efficiency can be exhibited.

請求項2では、所定の半導体チップの電極パッドにおいて、第2回目の針跡を形成する工程と同様にして第3回目以降の針跡を形成し、少なくとも3箇所以上の互いに重ならない複数の針跡位置情報を記憶し、複数の針跡位置情報をもとに、複数の半導体チップの電極パッドの各々において、所定の半導体チップの電極パッドにおける複数の針跡位置に対応する位置に、プローブを接触させて半導体チップの電気的特性を検査するので、同一電極パッドを3回以上測定する場合に対応できる。   According to a second aspect of the present invention, in the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, the third and subsequent needle traces are formed in the same manner as the second needle trace forming step, and at least three or more needles that do not overlap each other The track position information is stored, and on the basis of the plurality of needle trace position information, in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips, the probe is placed at a position corresponding to the plurality of needle trace positions on the electrode pad of the predetermined semiconductor chip. Since the electrical characteristics of the semiconductor chip are inspected for contact, it is possible to cope with the case where the same electrode pad is measured three times or more.

本発明の請求項3記載の半導体デバイス検査方法によれば、プローブを電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する工程と、所定の半導体チップの電極パッドおよび第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する工程と、画像データから電極パッドサイズと第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する工程と、測定回数を設定し、第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する工程と、電極パッドサイズ、第1回目の針跡位置およびシフト量から第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する工程とを行うので、請求項1と同様の効果が得られるとともに、設定された測定回数とシフト量から2回目以降の針跡位置を計算できる。   According to the semiconductor device inspection method of the third aspect of the present invention, the step of bringing the probe into contact with the electrode pad to form the first needle trace, the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, and the first needle trace A step of storing image data obtained by picking up an image, a step of calculating and storing a first needle trace position determined by the electrode pad size, the center coordinates of the first needle trace and the needle trace area from the image data, and measurement. A step of calculating and storing a shift amount for forming the second and subsequent needle traces at a position that does not overlap with the first needle trace, the electrode pad size, and the first needle trace position. Since the second and subsequent needle trace positions are calculated and stored from the shift amount, the same effect as in claim 1 can be obtained, and the second and subsequent times can be obtained from the set number of measurements and the shift amount. The trace position can be calculated.

本発明の請求項4記載の半導体デバイスの検査方法によれば、半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定されたプローブを電極パッドに接触させたときに形成される針跡サイズとから、針跡が電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の針跡位置を算出する工程と、複数の針跡位置に関する情報を記憶する工程とを行うので、請求項1と同様の効果が得られるとともに、測定開始前に複数回測定した場合の電極パッドにおける針跡の位置が確認できる。   According to the semiconductor device inspection method of the fourth aspect of the present invention, from the electrode pad size of the semiconductor chip and the needle trace size formed when the probe measured in advance is brought into contact with the electrode pad, the needle trace is obtained. And a step of calculating a plurality of needle trace positions that do not overlap with each other and storing information on the plurality of needle trace positions, the same effect as in claim 1 is obtained, The position of the needle trace on the electrode pad when measuring a plurality of times before the start of measurement can be confirmed.

本発明の請求項5記載の半導体デバイス検査装置によれば、半導体チップの電極パッドに、互いに重ならないように形成可能な複数の針跡に関する針跡位置情報を記憶する手段と、複数の針跡位置情報をもとに、複数の半導体チップの電極パッドの各々において、複数の針跡位置に対応する位置に、プローブを接触させて半導体チップの電気的特性を検査する手段とを備えたので、ウエハ内の同一電極パッドを複数回測定する際の電極パッドとプローブとのコンタクト位置決めを行うことができ、精度良い測定値を得ることが可能になるとともに評価リードタイム短縮、評価材料コストの低減、検査効率の向上を同時に実現するという優れた効果を発揮することができる。   According to the semiconductor device inspection apparatus of the fifth aspect of the present invention, means for storing needle trace position information regarding a plurality of needle traces that can be formed so as not to overlap each other on the electrode pads of the semiconductor chip, and a plurality of needle traces Based on the position information, in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips, it is provided with means for inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by contacting the probe at positions corresponding to the plurality of needle trace positions. It is possible to perform contact positioning between the electrode pad and the probe when measuring the same electrode pad in the wafer multiple times, and it is possible to obtain an accurate measurement value and shorten the evaluation lead time, reduce the evaluation material cost, An excellent effect of simultaneously improving the inspection efficiency can be exhibited.

請求項6では、針跡位置情報を記憶する手段は、複数の半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、プローブを電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する手段と、第1回目の針跡を形成したときのプローブの第1回目の針跡位置情報を記憶する手段と、プローブの位置を所定量シフトさせて、所定の半導体チップの電極パッドに再度接触させ、第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する手段と、第2回目の針跡を形成したときのプローブの第2回目の針跡位置情報を記憶する手段とを備えたので、請求項1と同様の効果が得られる。   According to a sixth aspect of the present invention, means for storing needle trace position information includes means for forming a first needle trace by bringing a probe into contact with an electrode pad in an electrode pad of a predetermined semiconductor chip among a plurality of semiconductor chips. , Means for storing the first needle trace position information of the probe when the first needle trace is formed, the position of the probe is shifted by a predetermined amount, and again brought into contact with the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, Means for forming the second needle trace at a position not overlapping the first needle trace, and means for storing second needle trace position information of the probe when the second needle trace is formed. Since it is provided, an effect similar to that of the first aspect can be obtained.

請求項7では、針跡位置情報を記憶する手段は、複数の半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、プローブを電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成した際の、所定の半導体チップの電極パッドおよび第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する手段と、画像データから電極パッドサイズと第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する手段と、測定回数を設定し、第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する手段と、電極パッドサイズ、第1回目の針跡位置およびシフト量から第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する手段とを備えたので、請求項3と同様の効果が得られる。   According to a seventh aspect of the present invention, the means for storing the needle trace position information is obtained when the first needle trace is formed by bringing the probe into contact with the electrode pad in the electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips. Means for storing image data obtained by imaging an electrode pad and a first needle trace of a predetermined semiconductor chip, a first determined by the electrode pad size, the center coordinates of the first needle trace and the needle trace area from the image data; The means for calculating and storing the second needle trace position and the number of times of measurement are set, and the shift amount for forming the second and subsequent needle traces is calculated and stored at a position that does not overlap the first needle trace. And means for calculating and storing the second and subsequent needle trace positions from the electrode pad size, the first needle trace position, and the shift amount, the same effects as in the third aspect can be obtained. .

請求項8では、針跡位置情報を記憶する手段は、半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定されたプローブを電極パッドに接触させたときに形成される針跡サイズとから、針跡を電極パッドに複数形成する際に、針跡が電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の針跡位置を算出する手段と、複数の針跡位置に関する情報を記憶する手段とを備えたので、請求項4と同様の効果が得られる。   According to another aspect of the present invention, the means for storing the needle trace position information is based on the electrode pad size of the semiconductor chip and the needle trace size formed when the probe measured in advance is brought into contact with the electrode pad. Since it is provided with means for calculating a plurality of needle trace positions where the needle traces fit within the electrode and do not overlap with each other when forming a plurality of pads on the pad, and means for storing information relating to the plurality of needle trace positions. The same effect as item 4 can be obtained.

以下、本発明の実施形態に係る半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法について、図面を参照しながら説明する。尚、図1は本発明の全ての実施形態に係るウエハのコンタクト位置決め方法を採用する半導体デバイス検査装置の概念図である。従って、本発明の全ての実施形態において、適宜図1の符号を用いて説明する。
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体デバイス検査装置について、図1に基づいて説明する。
Hereinafter, a semiconductor device inspection apparatus and a semiconductor device inspection method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a semiconductor device inspection apparatus employing a wafer contact positioning method according to all embodiments of the present invention. Therefore, in all the embodiments of the present invention, description will be made using the reference numerals in FIG. 1 as appropriate.
(First embodiment)
The semiconductor device inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図1に示すように、ウエハ110上に形成された半導体チップの電極パッド110aにプローブ104aを接触させるプローバ104と、プローブ104aに電気的に接続される端子を有し、端子を介して半導体チップを動作させるとともにその出力信号を検出して半導体チップの電気的特性を検査するテスタ105とを備える。   As shown in FIG. 1, a prober 104 for bringing a probe 104a into contact with an electrode pad 110a of a semiconductor chip formed on a wafer 110, and a terminal electrically connected to the probe 104a, the semiconductor chip via the terminal. And a tester 105 for detecting the output signal and inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip.

この場合、プローブ装置101は、主として、ステージ102、ステージ駆動用モータ103、プローブ104aが設けられたプローブカード104、テスタ105、アライメント光学装置106、プローブ104aを撮像するステージ側のCCDカメラ107、カラーカメラ108、制御部109、ディスプレイ111、制御部109に内に設置されたCPU112等から構成されている。   In this case, the probe device 101 mainly includes a stage 102, a stage drive motor 103, a probe card 104 provided with a probe 104a, a tester 105, an alignment optical device 106, a CCD camera 107 on the stage side for imaging the probe 104a, a color The camera 108, the control unit 109, the display 111, the CPU 112 installed in the control unit 109, and the like are included.

ステージ102の上部には、ウエハ110を載置して保持するチャック部102aが設けられている。ステージ102は制御部109によって制御されるステージ駆動用モータ103によってX、Y、Z方向及びZ軸を中心とするθ回転方向に移動可能に構成され、ステージ102のチャック部102aに保持されるウエハ110を移動することができる。   On the upper part of the stage 102, a chuck portion 102a for mounting and holding the wafer 110 is provided. The stage 102 is configured to be movable in the X, Y, Z direction and the θ rotation direction about the Z axis by a stage driving motor 103 controlled by the control unit 109, and is held by the chuck unit 102a of the stage 102. 110 can be moved.

ウエハ110の多数の半導体デバイスの表面には、電極パッド110aが形成されており、図1では説明の便宜上1つの電極パッド110aしか記載していないが、実際には、一枚のウエハ上に数十、数百という多数の電極パッド110aが形成されている。また、プローブカード104には、ウエハ110の各半導体デバイスの電極パッド110aに対応するプローブ104aが設けられている。   Electrode pads 110a are formed on the surface of a large number of semiconductor devices on the wafer 110, and only one electrode pad 110a is shown in FIG. 1 for convenience of explanation. A large number of electrode pads 110a such as ten or several hundreds are formed. The probe card 104 is provided with a probe 104a corresponding to the electrode pad 110a of each semiconductor device on the wafer 110.

従って、テスタ105に接続されているプローブカード104のプローブ104aをウエハ110の電極パッド110aにコンタクトさせることにより、各半導体デバイスの電気的特性を検査することができる。   Therefore, the electrical characteristics of each semiconductor device can be inspected by bringing the probe 104a of the probe card 104 connected to the tester 105 into contact with the electrode pad 110a of the wafer 110.

また、ステージ102のチャック部102aには、プローブ104aを下方から撮像して針の先端位置を検出するCCDカメラ107が取り付けられている。ステージ102を移動してCCDカメラ107を動かし、その焦点を合わせながらプローブ104aの先端位置を測定し、その結果を制御部109に入力する。   A CCD camera 107 is attached to the chuck portion 102a of the stage 102 to detect the needle tip position by imaging the probe 104a from below. The stage 102 is moved to move the CCD camera 107, the tip position of the probe 104 a is measured while adjusting its focus, and the result is input to the control unit 109.

アライメント光学装置106は、CCDカメラ等の撮像手段を含み、ウエハ110上の半導体デバイスのパターンを認識して、制御部109に入力する。制御部109では、アライメント光学装置106で得られた情報とCCDカメラ107で得られたプローブ104aの先端の位置情報とに基づき、公知の画像処理技術を用いて、プローブ104aの先端とウエハ110の電極パッド110aとの位置合わせを自動で行う。   The alignment optical device 106 includes imaging means such as a CCD camera, recognizes the pattern of the semiconductor device on the wafer 110, and inputs it to the control unit 109. In the control unit 109, based on the information obtained by the alignment optical device 106 and the position information of the tip of the probe 104a obtained by the CCD camera 107, the tip of the probe 104a and the wafer 110 are detected using a known image processing technique. Positioning with the electrode pad 110a is automatically performed.

更に本発明の実施形態のプローブ装置には、半導体チップの電極パッド110aに、互いに重ならないように形成可能な複数の針跡に関する針跡位置情報を記憶する手段と、複数の針跡位置情報をもとに、複数の半導体チップの電極パッド110aの各々において、複数の針跡位置に対応する位置に、プローブ104aを接触させて半導体チップの電気的特性を検査する手段とを備えている。   Furthermore, the probe device according to the embodiment of the present invention includes means for storing needle trace position information regarding a plurality of needle traces that can be formed so as not to overlap each other on the electrode pad 110a of the semiconductor chip, and a plurality of needle trace position information. Basically, each of the electrode pads 110a of the plurality of semiconductor chips is provided with means for inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by bringing the probe 104a into contact with the positions corresponding to the plurality of needle trace positions.

この場合、本発明の特徴であるCPU112が制御部109内に設けられている。このCPU112は、ウエハ110上の同一電極パッド110aに対して、プローブ104aと電極パッド110aをコンタクトさせて針跡をつけるという工程を最低2回以上の複数回行う場合に、あらかじめ定義した所定量(シフト量X、Y)分ずらして、針跡が重ならないようにコンタクトする処理を行う機構を備えている。本構成では制御部109内にCPU112を設置しているが、別体として組み込んでもよい。   In this case, the CPU 112, which is a feature of the present invention, is provided in the control unit 109. The CPU 112 performs a predetermined amount (predetermined amount) when performing a process of making a probe mark by contacting the probe 104a and the electrode pad 110a to the same electrode pad 110a on the wafer 110 at least twice. A mechanism is provided that performs a contact process so that the needle marks do not overlap each other by shifting the shift amount by X, Y). In this configuration, the CPU 112 is installed in the control unit 109, but may be incorporated separately.

第1の実施形態によると、ウエハ110上の同一電極パッド110aに対して、プローブ104aと電極パッド110aをコンタクトさせて針跡をつけるという工程を最低2回以上の複数回行う場合に、あらかじめ定義した所定量(シフト量X、Y)分ずらして、針跡が重ならないようにコンタクトする処理を行うため、検査時の電極パッドとプローブとの接触抵抗の変化を最小限にすることが可能となるため、電極パッド下の構成膜層を損傷することなく安定した測定結果を得ることができる。   According to the first embodiment, when the process of making a probe mark by contacting the probe 104a and the electrode pad 110a to the same electrode pad 110a on the wafer 110 is performed a plurality of times at least twice, it is defined in advance. Since the contact processing is performed so that the needle traces do not overlap by shifting by a predetermined amount (shift amounts X, Y), it is possible to minimize the change in the contact resistance between the electrode pad and the probe at the time of inspection. Therefore, a stable measurement result can be obtained without damaging the constituent film layer under the electrode pad.

また、第1の実施形態によると、検査時に常に一定のオーバードライブ量でウエハとプローブとをコンタクトさせて検査できるため、電極パッド下の構成膜層を損傷することなく信頼性の高い検査を行うことができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法について、図2および図3に基づいて説明する。
Further, according to the first embodiment, since inspection can be performed by always contacting the wafer and the probe with a constant overdrive amount during inspection, highly reliable inspection is performed without damaging the constituent film layers under the electrode pads. be able to.
(Second Embodiment)
Next, a semiconductor device inspection apparatus and a semiconductor device inspection method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態では、第1の実施形態において針跡位置情報を記憶する手段は、複数の半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッド110aにおいて、プローブ104aを電極パッド110aに接触させて第1回目の針跡を形成する手段と、第1回目の針跡を形成したときのプローブ104aの第1回目の針跡位置情報を記憶する手段と、プローブ104aの位置を所定量シフトさせて、所定の半導体チップの電極パッド110aに再度接触させ、第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する手段と、第2回目の針跡を形成したときのプローブ104aの第2回目の針跡位置情報を記憶する手段とを備えている。   In the present embodiment, the means for storing the needle trace position information in the first embodiment is configured such that the probe 104a is brought into contact with the electrode pad 110a in the electrode pad 110a of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips. Means for forming the first needle trace, means for storing the first needle trace position information of the probe 104a when the first needle trace is formed, and shifting the position of the probe 104a by a predetermined amount to Means for re-contacting the electrode pad 110a of the semiconductor chip and forming the second needle trace at a position not overlapping the first needle trace, and the second probe trace when the second needle trace is formed. Means for storing the second needle trace position information.

まず、図1において、CCDカメラ107とアライメント光学装置106を使用して、第1の実施形態と同様にプローブ104aとウエハ110の電極パッド110aとの位置合わせを行う。   First, in FIG. 1, the CCD camera 107 and the alignment optical device 106 are used to align the probe 104a and the electrode pad 110a of the wafer 110 in the same manner as in the first embodiment.

即ち、プローブカード104のプローブ104aとCCDカメラ107とが対峙する位置にステージ102を移動し、CCDカメラ107でプローブ104aを撮像し、プローブ104aの先端の位置を測定し、その結果を制御部109に入力する。次いでCCDカメラ107の位置とアライメント光学装置106の位置とを合致させた後、ウエハ110をステージ102のチャック部102aに固着保持し、ステージ駆動用モータ103によりステージ102をアライメント光学装置106の下方に移動して、アライメント光学装置106によってウエハ110上の電極パッド110aの位置が撮像され、そのデータが制御部109に入力される。この入力されたデータに基づいて制御部109は、プローブ104aの位置に対する電極パッド110aの位置を算出し、プローブ104aを電極パッド110aに適切にコンタクトさせるようにステージ102の移動量を制御する。以上の動作は図2のステップS101までに行われる通常のアライメント動作である。   That is, the stage 102 is moved to a position where the probe 104a of the probe card 104 and the CCD camera 107 face each other, the probe 104a is imaged by the CCD camera 107, the position of the tip of the probe 104a is measured, and the result is displayed on the control unit 109. To enter. Next, after aligning the position of the CCD camera 107 with the position of the alignment optical device 106, the wafer 110 is fixedly held on the chuck portion 102 a of the stage 102, and the stage 102 is moved below the alignment optical device 106 by the stage driving motor 103. The position of the electrode pad 110 a on the wafer 110 is imaged by the alignment optical device 106, and the data is input to the control unit 109. Based on the input data, the control unit 109 calculates the position of the electrode pad 110a with respect to the position of the probe 104a, and controls the amount of movement of the stage 102 so that the probe 104a is appropriately brought into contact with the electrode pad 110a. The above operation is a normal alignment operation performed until step S101 in FIG.

次に、本実施形態における同一電極パッドを複数回測定する場合のウエハのコンタクト位置決め方法は、以下のステップS102〜109の動作を行うものである。   Next, the wafer contact positioning method in the case where the same electrode pad is measured a plurality of times in this embodiment performs the following operations in steps S102 to S109.

即ち、図3に示す電極パッド110aに針跡201があるかどうかを確認するためにチャック部102aをカラーカメラ108の下に移動する(ステップS102)。次に、電極パッド110aに針跡201があるかどうかをディスプレイ111により確認する(ステップS103)。次に、確認の結果、針跡201がある場合は、その針跡201を1回目の測定時のコンタクト位置とする。針跡201がない場合は、例えば電極パッド110aに針跡201を付ける(ステップS104)。ここまでで、電極パッド110aには最低1つは針跡201が付いていることになる。次に、例えば図3の針跡201a〜201hのように針跡201と重ならず、かつ、電極パッド110aに収まる位置に、ディスプレイ111で確認しながら測定回数分だけ針跡をつける(ステップS105)。次に、その全ての針跡201、201a〜201hの中心位置座標X、YをCPU112に登録する(ステップS106)。次に、測定順序の設定を行う(ステップS107)。例えば、デフォルト設定としてステップ106にて登録した順とする。但し、登録した全ての針跡201、201a〜201hの中心位置座標は既にCPU112に記憶されているため、測定順序の変更は容易に可能である。測定順序の一例は、図3の(1)〜(9)のようになる(ステップS108)。以降、通常のプロービング動作により、ステップ106にて位置決めした全コンタクト位置について、ステップ108にて設定した測定順序にしたがって、実際の測定を行う(ステップS109)。   That is, the chuck portion 102a is moved below the color camera 108 in order to confirm whether or not the needle trace 201 is present on the electrode pad 110a shown in FIG. 3 (step S102). Next, it is confirmed by the display 111 whether the needle trace 201 exists in the electrode pad 110a (step S103). Next, if there is a needle trace 201 as a result of the confirmation, the needle trace 201 is set as a contact position at the time of the first measurement. If there is no needle trace 201, for example, the needle trace 201 is applied to the electrode pad 110a (step S104). Up to this point, at least one needle trace 201 is attached to the electrode pad 110a. Next, for example, the needle traces 201a to 201h in FIG. 3 do not overlap with the needle trace 201 and are put on the electrode pad 110a, and a needle trace is made by the number of times of measurement while checking on the display 111 (step S105). ). Next, the center position coordinates X and Y of all the needle marks 201 and 201a to 201h are registered in the CPU 112 (step S106). Next, the measurement order is set (step S107). For example, the default setting is the order registered in step 106. However, since the center position coordinates of all registered needle traces 201 and 201a to 201h are already stored in the CPU 112, the measurement order can be easily changed. An example of the measurement order is as shown in (1) to (9) of FIG. 3 (step S108). Thereafter, the actual measurement is performed according to the measurement order set in step 108 for all contact positions positioned in step 106 by a normal probing operation (step S109).

第2の実施形態は、半導体デバイスの検査方法におけるコンタクト位置決め方法について、具体的にその手順で示したものであり、その作用効果は第1の実施形態に記載の半導体デバイス検査装置と同様である。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法について、図4および図5に基づいて説明する。
In the second embodiment, the contact positioning method in the semiconductor device inspection method is specifically shown in the procedure, and the operation and effect thereof are the same as those of the semiconductor device inspection apparatus described in the first embodiment. .
(Third embodiment)
Next, a semiconductor device inspection apparatus and a semiconductor device inspection method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態では、第1の実施形態において針跡位置情報を記憶する手段は、半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定されたプローブ104aを電極パッド110aに接触させたときに形成される針跡サイズとから、針跡を電極パッド110aに複数形成する際に、針跡が電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の針跡位置を算出する手段と、複数の針跡位置に関する情報を記憶する手段とを備えた。   In this embodiment, the means for storing the needle trace position information in the first embodiment is the electrode pad size of the semiconductor chip and the needle trace formed when the probe 104a measured in advance is brought into contact with the electrode pad 110a. Based on the size, when forming a plurality of needle traces on the electrode pad 110a, a means for calculating a plurality of needle trace positions that are within the electrode and do not overlap with each other, and information on the plurality of needle trace positions is stored. And means for performing.

本実施形態における同一電極パッドを複数回測定する場合のウエハのコンタクト位置決め方法は、図4に示すように、以下のステップS201〜209の動作を行うものである。   As shown in FIG. 4, the wafer contact positioning method when measuring the same electrode pad a plurality of times in this embodiment performs the following operations in steps S201 to S209.

即ち、図5に示すように電極パッド110aの電極パッドサイズX(110b)、電極パッドサイズY(110c)と針跡201の短辺側の長さ301と長辺側の長さ302と針跡をずらす際のシフト量X(304)、Y(305)を事前に用意しておく(ステップS201)。次に、これらのパラメータをディスプレイ111のパラメータ設定画面にて入力する(ステップS202)。次に、電極パッド110aに収まって針跡201が重ならないように配置可能な総数(測定可能回数N)を計算して、計算結果である測定可能回数N分の針跡中心座標X、Y(303)の座標をCPU112に登録する(ステップS203)。次に、電極パッド110a内の測定可能回数N分の針跡201の位置関係をディスプレイ111に表示する(ステップS204)。次に、この表示結果をもとに測定実行回数nを決定し、測定順序をCPU112に登録する(ステップS205)。以降、通常のプロービング動作により、ステップS205にて位置決めした全コンタクト位置について、ステップS205で設定した測定順序にしたがって、実際の測定を行う(ステップS206)。   That is, as shown in FIG. 5, the electrode pad size X (110b), the electrode pad size Y (110c) of the electrode pad 110a, the length 301 on the short side of the needle trace 201, the length 302 on the long side and the needle trace. Shift amounts X (304) and Y (305) for shifting are prepared in advance (step S201). Next, these parameters are input on the parameter setting screen of the display 111 (step S202). Next, the total number (measurable number of times N) that can be arranged so that the needle mark 201 does not overlap with the electrode pad 110a is calculated, and the needle mark center coordinates X, Y (for the measurable number of times N that is the calculation result) 303) are registered in the CPU 112 (step S203). Next, the positional relationship of the needle traces 201 corresponding to the measurable number N of times in the electrode pad 110a is displayed on the display 111 (step S204). Next, the number n of measurement executions is determined based on the display result, and the measurement order is registered in the CPU 112 (step S205). Thereafter, the actual measurement is performed according to the measurement order set in step S205 for all the contact positions positioned in step S205 by a normal probing operation (step S206).

第3の実施形態によると、測定開始前に複数回測定した場合の電極パッドにおける針跡の位置が確認できるため、測定目的毎の検査プラン立案が可能となり、効率的な検査を行うことができる。また、第3の実施形態は、第1の実施形態に記載の半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法を具体的にその手順で示したものであり、その作用効果は第1の実施形態に記載の半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法と同様である。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態に係る半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法について、図6に基づいて説明する。
According to the third embodiment, since the position of the needle trace on the electrode pad can be confirmed when measuring a plurality of times before the start of measurement, an inspection plan can be created for each measurement purpose, and an efficient inspection can be performed. . The third embodiment specifically shows the procedure of the semiconductor device inspection apparatus and the semiconductor device inspection method described in the first embodiment, and the operation and effects thereof are the same as those of the first embodiment. This is the same as the semiconductor device inspection apparatus and the semiconductor device inspection method described.
(Fourth embodiment)
Next, a semiconductor device inspection apparatus and a semiconductor device inspection method according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態では、第1の実施形態において針跡位置情報を記憶する手段は、複数の半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッド110aにおいて、プローブ104aを電極パッド110aに接触させて第1回目の針跡を形成した際の、所定の半導体チップの電極パッド110aおよび第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する手段と、画像データから電極パッドサイズと第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する手段と、測定回数を設定し、第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する手段と、電極パッドサイズ、第1回目の針跡位置およびシフト量から第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する手段とを備えた。   In the present embodiment, the means for storing the needle trace position information in the first embodiment is configured such that the probe 104a is brought into contact with the electrode pad 110a in the electrode pad 110a of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips. Means for storing image data obtained by imaging the electrode pad 110a of the predetermined semiconductor chip and the first needle trace when the second needle trace is formed, the electrode pad size and the first needle trace from the image data The first needle trace position determined by the center coordinates and the needle trace area is calculated and stored, and the number of measurements is set, and the second and subsequent needle traces are formed at positions that do not overlap with the first needle trace position. A second and subsequent needle trace positions are calculated from the means for calculating and storing the shift amount to be used, the electrode pad size, the first needle trace position, and the shift amount. And means for 憶.

本実施形態における同一電極パッドを複数回測定する場合のウエハのコンタクト位置決め方法は、以下のステップS301〜304の動作を行うものである。   The wafer contact positioning method in the case where the same electrode pad is measured a plurality of times in the present embodiment performs the following steps S301 to S304.

まず、測定実行回数nと針跡をずらすシフト量X、Yを事前に準備しておき、ディスプレイ111のパラメータ設定画面にて入力する(ステップS301)。次に、図1に示すステップS101〜104までと同様の動作を行う。即ち、チャック部102a上のウエハ110に針跡201を付ける。次に、ディスプレイ111の画面上にて電極パッド110aと針跡210が収まるようにカラーカメラ108にて画像を撮影し、その画像データをCPU112へ登録する(ステップS302)。このときの針跡201は複数回測定を行う際の1回目のコンタクト位置となる。次に、ステップS301にて設定された測定実行回数nとシフト量X、YとステップS302にて登録された電極パッド110aと針跡210の画像データを用いて、2回目以降n回目までのコンタクト位置をCPU112にて計算し、制御部109へ登録する(ステップS303)。以降、ステップS303にて設定されたコンタクト位置について、移動距離の短い順番をCPU112にて計算して設定し、通常のプロービング動作により、ステップS301にて設定した測定実行回数n分の実際の測定を行う(ステップS304)。   First, the number of measurement executions n and shift amounts X and Y for shifting the needle trace are prepared in advance and are input on the parameter setting screen of the display 111 (step S301). Next, the same operations as in steps S101 to S104 shown in FIG. 1 are performed. That is, the needle mark 201 is attached to the wafer 110 on the chuck portion 102a. Next, an image is taken by the color camera 108 so that the electrode pad 110a and the needle trace 210 fit on the screen of the display 111, and the image data is registered in the CPU 112 (step S302). The needle trace 201 at this time is the first contact position when performing a plurality of measurements. Next, using the number n of measurement executions set in step S301, the shift amounts X and Y, and the image data of the electrode pad 110a and the needle trace 210 registered in step S302, the second to nth contacts are made. The position is calculated by the CPU 112 and registered in the control unit 109 (step S303). Thereafter, for the contact position set in step S303, the CPU 112 calculates and sets the order in which the moving distance is short, and performs an actual measurement for the number n of measurement executions set in step S301 by a normal probing operation. This is performed (step S304).

第4の実施形態は、第1の実施形態に記載の半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法を具体的にその手順で示したものであり、その作用効果は第1の実施形態に記載の半導体デバイス検査装置及び半導体デバイスの検査方法と同様である。   In the fourth embodiment, the semiconductor device inspection apparatus and the semiconductor device inspection method described in the first embodiment are specifically shown in the procedure, and the operation and effects thereof are described in the first embodiment. This is the same as the semiconductor device inspection apparatus and the semiconductor device inspection method.

本発明に係る半導体デバイスの検査方法および半導体デバイス検査装置は、半導体装置の検査時に、精度良い測定値を得ることを可能とし、評価リードタイム短縮、評価材料コストの低減、検査効率の向上を同時に実現するものであり、ウエハの同一電極パッドを複数回測定する際に、電極パッドとプローブとを重ならないようにずらしてコンタクトする際のコンタクト位置決め方法等に有用である。   A semiconductor device inspection method and a semiconductor device inspection apparatus according to the present invention enable accurate measurement values to be obtained at the time of inspection of a semiconductor device, simultaneously reducing evaluation lead time, reducing evaluation material costs, and improving inspection efficiency. This is realized and useful for a contact positioning method or the like when the electrode pad and the probe are shifted and contacted so as not to overlap when the same electrode pad of the wafer is measured a plurality of times.

本発明の全ての実施形態に係るウエハのコンタクト位置決め方法を採用する半導体デバイス検査装置の概念図である。1 is a conceptual diagram of a semiconductor device inspection apparatus employing a wafer contact positioning method according to all embodiments of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係るウエハの同一電極パッドを複数回測定する場合のコンタクト位置決め方法のフローチャートである。It is a flowchart of the contact positioning method in the case of measuring the same electrode pad of the wafer concerning the 2nd Embodiment of this invention in multiple times. 本発明の第2の実施形態に係るウエハのコンタクト位置決め方法を採用した場合のコンタクト位置決め例及び測定順序例を表す図である。It is a figure showing the example of a contact positioning at the time of employ | adopting the contact positioning method of the wafer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and a measurement order example. 本発明の第3の実施形態に係るウエハの同一電極パッドを複数回測定する場合のコンタクト位置決め方法のフローチャートである。It is a flowchart of the contact positioning method in the case of measuring the same electrode pad of the wafer which concerns on the 3rd Embodiment of this invention in multiple times. 本発明の第3の実施形態に係る電極パッドサイズと針跡サイズとシフト量の定義を表す図である。It is a figure showing the definition of the electrode pad size which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, needle trace size, and shift amount. 本発明の第4の実施形態に係るウエハの同一電極パッドを複数回測定する場合のコンタクト位置決め方法のフローチャートである。It is a flowchart of the contact positioning method in the case of measuring the same electrode pad of the wafer which concerns on the 4th Embodiment of this invention in multiple times. 従来のウエハのコンタクト位置合わせ及び位置補正方法のフローチャートである。10 is a flowchart of a conventional wafer contact alignment and position correction method.

符号の説明Explanation of symbols

101 プローブ装置
102 ステージ
102a チャック部
103 ステージ駆動用モータ
104 プローブカード
104a プローブ
105 テスタ
106 アライメント光学装置
107 CCDカメラ
108 カラーカメラ
109 制御部
110 ウエハ
110a 電極パッド
110b 電極パッドサイズX
110c 電極パッドサイズY
111 ディスプレイ
112 CPU
201 針跡
201a〜201h 複数回測定時の針跡例
301 針跡の短辺方向の長さ
302 針跡の長辺方向の長さ
303 針跡中心座標X、Y
304 シフト量X
305 シフト量Y
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Probe apparatus 102 Stage 102a Chuck part 103 Stage drive motor 104 Probe card 104a Probe 105 Tester 106 Alignment optical apparatus 107 CCD camera 108 Color camera 109 Control part 110 Wafer 110a Electrode pad 110b Electrode pad size X
110c Electrode pad size Y
111 Display 112 CPU
201 Needle trace 201a to 201h Example of needle trace during multiple measurements 301 Length in the short side direction of the needle trace 302 Length in the long side direction of the needle trace 303 Needle trace center coordinates X, Y
304 Shift amount X
305 Shift amount Y

Claims (8)

ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する半導体デバイスの検査方法であって、
複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する工程と、
前記第1回目の針跡を形成したときの前記プローブの第1回目の針跡位置情報を記憶する工程と、
前記プローブの位置を所定量シフトさせて、前記所定の半導体チップの電極パッドに再度接触させ、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する工程と、
前記第2回目の針跡を形成したときの前記プローブの第2回目の針跡位置情報を記憶する工程と、
前記所定の半導体チップの位置情報および前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目の針跡位置情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する工程とを含む半導体デバイスの検査方法。
A semiconductor device inspection method for inspecting electrical characteristics of the semiconductor chip by contacting a probe to an electrode pad of the semiconductor chip formed on a wafer,
A step of forming a first needle trace by bringing the probe into contact with the electrode pad in an electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips;
Storing the first needle trace position information of the probe when the first needle trace is formed;
Shifting the position of the probe by a predetermined amount, contacting the electrode pad of the predetermined semiconductor chip again, and forming a second needle trace at a position not overlapping the first needle trace;
Storing the second needle trace position information of the probe when the second needle trace is formed;
Based on the position information of the predetermined semiconductor chip and the first and second needle trace position information on the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, the predetermined pad in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips And a step of inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by contacting the probe at positions corresponding to the first and second needle trace positions on the electrode pads of the semiconductor chip.
前記所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記第2回目の針跡を形成する工程と同様にして第3回目以降の針跡を形成し、少なくとも3箇所以上の互いに重ならない複数の針跡位置情報を記憶し、前記複数の針跡位置情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記複数の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査することを特徴とする請求項1記載の半導体デバイスの検査方法。   In the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, the third and subsequent needle traces are formed in the same manner as the second needle trace forming step, and at least three or more pieces of needle trace position information that do not overlap each other. Based on the plurality of needle trace position information, in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips, the position corresponding to the plurality of needle trace positions in the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, 2. The method for inspecting a semiconductor device according to claim 1, wherein an electrical characteristic of the semiconductor chip is inspected by bringing a probe into contact therewith. ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する半導体デバイスの検査方法であって、
複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する工程と、
前記所定の半導体チップの電極パッドおよび前記第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する工程と、
前記画像データから前記電極パッドサイズと前記第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する工程と、
測定回数を設定し、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する工程と、
前記電極パッドサイズ、前記第1回目の針跡位置および前記シフト量から前記第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する工程と、
前記所定の半導体チップの位置情報および前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目以降の針跡位置情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記所定の半導体チップの電極パッドにおける前記第1、第2回目以降の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する工程とを含む半導体デバイスの検査方法。
A method for inspecting a semiconductor device, wherein a probe is brought into contact with an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip,
In the electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips, the step of bringing the probe into contact with the electrode pad to form a first needle trace;
Storing image data obtained by imaging the electrode pad of the predetermined semiconductor chip and the first needle trace;
Calculating and storing the first pad trace position determined by the electrode pad size, the center coordinates of the first needle trace and the needle trace area from the image data;
Setting the number of measurements, calculating and storing a shift amount for forming the second and subsequent needle traces at positions that do not overlap with the first needle traces;
Calculating and storing the second and subsequent needle trace positions from the electrode pad size, the first needle trace position and the shift amount;
Based on the position information of the predetermined semiconductor chip and the needle trace position information after the first time and the second time on the electrode pad of the predetermined semiconductor chip, the predetermined pad in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips. And inspecting the electrical characteristics of the semiconductor chip by contacting the probe at positions corresponding to the first and second and subsequent needle trace positions on the electrode pads of the semiconductor chip. .
ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する半導体デバイスの検査方法であって、
前記半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定された前記プローブを前記電極パッドに接触させたときに形成される針跡サイズとから、前記針跡が前記電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の前記針跡位置を算出する工程と、
前記複数の針跡位置に関する情報を記憶する工程と、
前記複数の針跡位置に関する情報をもとに、前記複数の半導体チップの電極パッドの各々において、前記複数の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する工程とを含む半導体デバイスの検査方法。
A method for inspecting a semiconductor device, wherein a probe is brought into contact with an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip,
A plurality of needle traces that fit within the electrode and do not overlap with each other from the electrode pad size of the semiconductor chip and the needle trace size formed when the probe measured in advance is brought into contact with the electrode pad Calculating the needle trace position of
Storing information on the plurality of needle trace positions;
Based on the information on the plurality of needle trace positions, in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips, the probe is brought into contact with a position corresponding to the plurality of needle trace positions, so that electrical characteristics of the semiconductor chip are obtained. And a method for inspecting a semiconductor device.
ウエハ上に形成された半導体チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバと、前記プローブに電気的に接続される端子を有し、前記端子を介して前記半導体チップを動作させるとともにその出力信号を検出して前記半導体チップの電気的特性を検査するテスタとを備える半導体デバイス検査装置であって、
前記半導体チップの電極パッドに、互いに重ならないように形成可能な複数の針跡に関する針跡位置情報を記憶する手段と、
前記複数の針跡位置情報をもとに、複数の前記半導体チップの電極パッドの各々において、前記複数の針跡位置に対応する位置に、前記プローブを接触させて前記半導体チップの電気的特性を検査する手段とを備えた半導体デバイス検査装置。
A prober for contacting a probe to an electrode pad of a semiconductor chip formed on a wafer, and a terminal electrically connected to the probe, operating the semiconductor chip via the terminal and detecting an output signal thereof A semiconductor device inspection apparatus comprising a tester for inspecting electrical characteristics of the semiconductor chip,
Means for storing needle trace position information relating to a plurality of needle traces that can be formed so as not to overlap each other on the electrode pads of the semiconductor chip;
Based on the plurality of needle trace position information, in each of the electrode pads of the plurality of semiconductor chips, the probe is brought into contact with a position corresponding to the plurality of needle trace positions to obtain electrical characteristics of the semiconductor chip. A semiconductor device inspection apparatus comprising: means for inspecting.
前記針跡位置情報を記憶する手段は、
複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成する手段と、
前記第1回目の針跡を形成したときの前記プローブの第1回目の針跡位置情報を記憶する手段と、
前記プローブの位置を所定量シフトさせて、前記所定の半導体チップの電極パッドに再度接触させ、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目の針跡を形成する手段と、
前記第2回目の針跡を形成したときの前記プローブの第2回目の針跡位置情報を記憶する手段とを備えた請求項5記載の半導体デバイス検査装置。
The means for storing the needle trace position information is
In an electrode pad of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips, means for contacting the probe with the electrode pad to form a first needle trace;
Means for storing first-time needle track position information of the probe when the first-time needle track is formed;
Means for shifting the position of the probe by a predetermined amount, contacting the electrode pad of the predetermined semiconductor chip again, and forming a second needle trace at a position not overlapping with the first needle trace;
6. The semiconductor device inspection apparatus according to claim 5, further comprising means for storing second-time needle trace position information of the probe when the second-time needle trace is formed.
前記針跡位置情報を記憶する手段は、
複数の前記半導体チップのうちの所定の半導体チップの電極パッドにおいて、前記プローブを前記電極パッドに接触させて第1回目の針跡を形成した際の、前記所定の半導体チップの電極パッドおよび前記第1回目の針跡を撮像した画像データを記憶する手段と、
前記画像データから前記電極パッドサイズと前記第1回目の針跡の中心座標および針跡面積で決まる第1回目の針跡位置を算出するとともに記憶する手段と、
測定回数を設定し、前記第1回目の針跡と重ならない位置に第2回目以降の針跡を形成するためのシフト量を算出するとともに記憶する手段と、
前記電極パッドサイズ、前記第1回目の針跡位置および前記シフト量から前記第2回目以降の針跡位置を算出するとともに記憶する手段とを備えた請求項5記載の半導体デバイス検査装置。
The means for storing the needle trace position information is
In the electrode pads of a predetermined semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips, the electrode pad of the predetermined semiconductor chip and the first when the probe is brought into contact with the electrode pad to form a first needle trace Means for storing image data obtained by imaging the first needle trace;
Means for calculating and storing the first pad trace position determined by the electrode pad size, the central coordinates of the first needle trace and the needle trace area from the image data;
Means for setting the number of measurements and calculating and storing a shift amount for forming the second and subsequent needle traces at a position not overlapping the first needle trace;
6. The semiconductor device inspection apparatus according to claim 5, further comprising means for calculating and storing the second and subsequent needle trace positions from the electrode pad size, the first needle trace position, and the shift amount.
前記針跡位置情報を記憶する手段は、
前記半導体チップの電極パッドサイズと、あらかじめ測定された前記プローブを前記電極パッドに接触させたときに形成される針跡サイズとから、前記針跡を前記電極パッドに複数形成する際に、前記針跡が前記電極内に収まり、かつ、互いに重ならない複数の前記針跡位置を算出する手段と、
前記複数の針跡位置に関する情報を記憶する手段とを備えた請求項5記載の半導体デバイス検査装置。
The means for storing the needle trace position information is
When forming a plurality of needle traces on the electrode pad from the electrode pad size of the semiconductor chip and the needle trace size formed when the probe measured in advance is brought into contact with the electrode pad, the needle Means for calculating a plurality of the needle trace positions where the traces are within the electrode and do not overlap each other;
6. The semiconductor device inspection apparatus according to claim 5, further comprising means for storing information relating to the plurality of needle trace positions.
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