JP2007232536A

JP2007232536A - プローブカードを用いる半導体ウェハの測定方法および測定装置

Info

Publication number: JP2007232536A
Application number: JP2006053743A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kamiuchi; 元上内; Teruyuki Nishimori; 輝幸西森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】プローブカードを用いた半導体ウェハの状態での半導体チップの電気特性の測定において、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜がある場合でも、プローブ針と電極パッドとの良好な電気的接触が得られるような測定方法および測定装置を提供する。
【解決手段】プローブカード２１ａを、外部の測定回路と接続された測定用のプローブ針２３ａと、接触針２３ｂとを含んで構成する。接触針２３ｂを用いて、電極パッド２９ａ，２９ｂの表面の絶縁膜の一部が除去された部分に、後続してプローブ針２３ａが接触するように半導体ウェハを移動させて、順次半導体チップの電気特性の測定を行う。この結果、プローブ針２３ａと電極パッド２９ａ，２９ｂとの間で良好な電気的接触が得られるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカードを用いる半導体ウェハの電気特性の測定方法および半導体ウェハ測定装置に関する。

半導体チップの電気特性をウェハの状態で測定するには、一般にプローブカードを装着したウェハプローバが用いられる。

図１２は、従来のプローブカード１の基本的構成を模式的に示す平面図である。また、図１３は、図１２の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩから見た従来のプローブカード１の基本的構成を模式的に示す断面図である。

プローブカード１は、複数のプローブ針３が、セラミックまたは絶縁樹脂などでリング状に形成されたプローブ針固定部材４を介して、基板２の厚み方向一方面に支持された構造をしている。図１２および図１３に示すように、複数のプローブ針３は、基板面に平行な方向では、プローブ針３の先端部がその基端部よりも基板２の中央近くに配置され、また、基板２の厚み方向では、プローブ針３の先端部に近づくほど基板２から離間するように配置される。さらに、プローブ針３の先端部は、基板２の厚み方向で基板から離反する向きに屈曲して形成される。基板２の前記一方面上には、その他に、パターン配線５が形成され、このパターン配線５の一端はプローブ針３の基端部と接続されている。また、基板２の他方面上で、基板２の周縁に近接して、ウェハプローバのソケットボードに装着するためのコンタクトピン６が設けられている。このコンタクトピン６は、基板２を厚み方向に貫通して、基板２に固定され、パターン配線５の他端に接続している。

このようなプローブカード１を用いた半導体ウェハの電気特性の測定は、次のように行われる。まず、ウェハプローバのソケットボードに、このソケットボードと前記基板２の他方面とが相対するように、プローブカード１を装着する。次に、半導体ウェハ７をウェハステージに真空チャックなどで固定し、装着されたプローブカード１の下方に配置する。そして、測定すべき半導体チップ８の電極パッド９の中央に、プローブカード１のプローブ針３の先端が近接するようにウェハステージを動かし、ステージ面に平行で、かつ互いに垂直なＸ，Ｙ方向の位置決めを行う。Ｘ，Ｙ方向の位置決めが行われた状態で、半導体ウェハ７を固定しているウェハステージをステージ面に垂直方向（Ｚ方向）に上昇させる。この結果、プローブカード１に半導体ウェハ７が接近し、ついには、プローブ針３の先端と半導体チップ８の電極パッド９とが接触して、半導体チップ８の電気特性の測定が可能な状態になる。電気特性の測定後に、ウェハステージを下降させ、プローブ針３と電極パッド９とを離間させてから、次に測定すべき半導体チップ８の電極パッド９がプローブ針３の下方に位置するように、ウェハステージをＸ，Ｙ方向に移動させる。既にＸ，Ｙ方向の位置決めを行っているので、このときの移動量は、半導体チップの配列方向にその配列周期に等しい大きさになり、予め設定される。再び、ウェハステージをＺ方向に上昇させることにより、プローブ針３の先端と測定すべき半導体チップ８の電極パッド９とが接触する。以上のように、ウェハステージの上昇および下降とＸ、Ｙ方向の移動とを繰り返すことによって、半導体チップ８の電極パッド９にプローブ針３を順次接触させ、半導体チップの電気特性を測定する。

図１４は、プローブ針３が半導体チップ８の表面に形成された電極パッド９に電気的に良好に接触している状態を示す模式的な断面図である。良好な接触状態のときには、プローブ針３の先端部３ａの端面が電極パッド９に押し当てられ、その先端部が電極パッド９の表面に沿って摺動することで、電極パッド９の表面の比較的薄い絶縁膜１０が破られる。この結果、プローブ針３の先端が、電極パッド９として用いられるアルミニウム膜１１と接触する。このとき、電極パッド９の表面には、絶縁膜１０が破られて、アルミニウム膜１１が露出する部分１２（以後、プローブ針跡１２という）が形成されている。

ところが、半導体チップ８の電極パッド１０の表面に比較的厚い自然酸化膜が形成されていたり、プロセスで用いた電極保護膜がエッチング不足のために比較的厚く残存していたりする場合には、電極バッド９の表面の絶縁膜１０をプローブ針３の先端で破ることができなくなり、電極パッド９とプローブ針３の接触抵抗が大きくなる。このような絶縁膜以外にも、異物やプローブパッドの削りくずなどが付着している場合も同様である。半導体チップ８の電極パッド９とプローブ針３との接触抵抗が大きくなると、測定精度が大幅に低下する。また、大きな接触抵抗のプローブ針３に電流が流れると、発熱によってプローブ針３の表面が酸化し、さらに接触抵抗が大きくなる。

この問題を解決するために従来は、プローブ針の研磨を頻繁に行うこと、ならびに研磨方法および研磨材料を工夫することなどが行われてきた。また、プローブ針先端で電極パッドの表面の絶縁膜を破るために、プローブ針が接触するときの押圧を大きくしたり（たとえば特許文献１参照）、プローブ針および半導体ウェハの少なくとも一方に振動を与えたり（たとえば特許文献２および３参照）、プローブ針の先端と電極パッドとの接触面積が大きくなるようにプローブ針の先端形状を工夫したり（たとえば特許文献４参照）、プローブ針の先端を低融点の金属で被覆したりすること（たとえば特許文献５参照）などがなされてきた。

特開平１１−１４５２２号公報特開平１−１８４９３３号公報実開平５−１５４３０号公報特開２０００−１４７００４号公報特開２００４−２２６２０４号公報

しかしながら、プローブ針の研磨を行う方法では、プローブ針の磨耗が早くなり、プローブカードの寿命が短くなる。また研磨のために測定を一時中断する必要が生じる。特許文献４のようにプローブ針の先端形状を工夫する方法、および特許文献５のようにプローブ針の先端をプローブ針の材料と異なる金属材料で被覆する方法では、測定を繰り返したり、プローブ針を研磨したりすることによってプローブ針の先端が磨耗すると効果が持続しなくなる。また、特許文献１のようにプローブ針接触時の電極パッドへの押圧を大きくしたり、特許文献２および３のようにプローブ針および半導体ウェハの少なくとも一方に振動を与えたりする方法では、プローブ針が電極に深く入りすぎて電極を大きく傷つけたり、半導体チップが多層構造であるときに電極の直下にある回路を破壊したりする可能性がある。また、特許文献２および３のように振動を与える方法では、プローブカード側またはウェハステージ側に振動を与える装置が必要となり装置構成が複雑になる。

本発明の目的は、半導体ウェハの状態でのプローブカードを用いた電気特性の測定において、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜がある場合でも、プローブ針と電極パッドとの間で良好な電気的接触がより確実に得られるような測定方法および測定装置を提供することである。この結果、半導体チップの電気特性の検査精度の向上、および半導体チップの歩留まりの向上を図る。

本発明は、半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードを準備し、
前記プローブカードによって、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させて、各半導体チップの電気特性を測定することを特徴とする半導体ウェハの測定方法である。

また本発明は、前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触し、かつこの第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、この半導体チップの電気特性を測定することを特徴とする。

また本発明は、前記第１プローブは、電極パッドと接触する先端部の端面の面積が、前記第２プローブよりも大きいことを特徴とする。

また本発明は、前記第１プローブの先端部は、電極パッドに当接して摺動する方向を短辺とし、前記摺動方向に垂直な方向を長辺とする略矩形の端面を有すること特徴とする。

また本発明は、前記第１プローブの本数は、前記第２プローブの本数よりも少ないことを特徴とする。

また本発明は、前記第１プローブの材質は、前記第２プローブの材質と異なることを特徴とする。

また本発明は、半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードを準備し、
前記プローブカードによって、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させて、各半導体チップの電気特性を測定する半導体ウェハの測定方法であって、
前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定し、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定することを特徴とする。

また本発明は、前記第１プローブによる電気特性の測定によって得られた測定値が予め定める範囲を超えるとき、少なくとも前記予め定める範囲を超えた測定値の電極パッドについての第１プローブによる測定を中止すること特徴とする。

また本発明は、前記第２プローブのうちの少なくとも一部は、電極パッドと接触する先端部の端面の面積が、予め定める大きさに選ばれることを特徴とする。

また本発明は、前記第２プローブのうちの少なくとも一部は、プローブの軸線に垂直な断面積が、予め定める大きさに選ばれることを特徴とする。

また本発明は、前記第２プローブのうちの少なくとも一部は、電極パッドと接触する先端部の端面が、第１プローブの先端部の端面よりも、電極パッドに近接する方向に突出していることを特徴とする。

また本発明は、
（ａ）プローブカードであって、
（ａ１）半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
（ａ２）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードと、
（ｂ）前記半導体ウェハおよび前記プローブカードの少なくとも一方を移動させ、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、
（ｃ）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触し、かつ前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、この半導体チップの電気特性を測定する測定手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハの測定装置である。

また本発明は、
（ａ）プローブカードであって、
（ａ１）半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
（ａ２）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードと、
（ｂ）前記半導体ウェハおよび前記プローブカードの少なくとも一方を移動させ、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、
（ｃ）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定し、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定する測定手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハの測定装置である。

また本発明は、
（ａ）プローブカードであって、
（ａ１）半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
（ａ２）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードと、
（ｂ）前記半導体ウェハおよび前記プローブカードのうち少なくとも一方を移動させ、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、
（ｃ）前記第１または第２プローブと接触している半導体チップの電気特性を測定する測定手段と、
（ｄ）前記第１プローブおよび前記第２プローブのいずれか一方が、前記測定手段に接続するように接続を切替える切替手段と、
（ｅ）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、前記切替手段が第１プローブに接続を切替えて、その半導体チップの電気特性を前記測定手段が測定し、その測定よって得られた測定値が予め定める範囲を超える場合には、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、前記切替え手段が第２プローブに接続を切替えて、その半導体チップの電気特性を前記測定手段が測定するように、前記切替手段および前記測定手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハの測定装置である。

本発明によれば、複数の第１および第２プローブを有するプローブカードを準備し、第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、第２プローブが後続して接触するように、第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させて、各半導体チップの電気特性を測定する。この場合、第１プローブが接触した電極パッドには、後続する第２プローブが接触するので、合計２回、プローブが接触することになる。したがって、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、第１プローブによる１回目の接触では電極パッド表面の絶縁膜が破られない場合でも、後続する第２プローブによる２回目の接触によってさらに電極パッド表面が削られるので、比較的厚い絶縁膜も破られて、第２プローブと電極パッドとの間で良好な電気的接触を得ることができる。このように電極とプローブとの接触を２回行うことによって、プローブと電極パッドとの間の良好な電気的接触をより確実に得ることができ、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができる。また、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。

また本発明によれば、第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触し、かつこの第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、この半導体チップの電気特性を測定することから、第１プローブが接触した電極パッドについては、後続する第２プローブと合わせ、合計２回、プローブが接触した後に、電気特性を測定することになる。したがって、第１プローブを電極パッドの表面の絶縁膜を除去する目的で使用し、第２プローブを測定用として使用すれば、第１プローブによって表面の絶縁膜が除去された電極パッドに、第２プローブを接触させて、良好な電気的接触のもとで、電気特性を測定することができる。また、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、第１プローブによって表面の絶縁膜が完全に除去できない場合でも、後続する第２プローブによる２回目の接触によってさらに電極パッド表面が削られるので、第２プローブと電極パッドとの間で良好な電気的接触をより確実に得ることができる。この結果、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができ、また、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。

また本発明によれば、第１プローブは、電極パッドと接触する先端部の端面の面積が第２プローブより大きいことから、プローブの接触によって表面の絶縁膜が除去され、電極に用いられる材料自体が露出している部分（以後、プローブ跡という）は、第２プローブによるよりも第１プローブによるほうが大きく形成される。したがって、電極パッド内で、第１プローブが接触する部分と第２プローブが接触する部分とにわずかな位置ずれがあったとしても、第１プローブによって形成されたプローブ跡に、第２プローブを接触させることができ、第２プローブと電極パッドとの間で良好な電気的接触を得ることができる。また、電極パッドと接触するときに、第１プローブおよび第２プローブのいずれにも同じ押圧を与えた場合、先端部の端面の面積の大きい第１プローブのほうが、電極パッドへのプローブ先端部の食い込みが小さくなるので、第１プローブによる電極パッドへの食い込みを、絶縁膜の除去に必要な深さに抑えることができる。この結果、第１プローブによる電極パッドおよび半導体チップへのダメージを抑え、また、電極パッドの削りくずの量を減らすことができる。

また本発明によれば、第１プローブの先端部は、電極パッドに当接して摺動する方向を短辺とし、前記摺動方向に垂直な方向を長辺とする略矩形の端面を有することから、第１プローブによるプローブ跡の面積をより大きくすることができる。したがって、電極パッド内で、第１プローブが接触する部分と第２プローブが接触する部分とにわずかな位置ずれがあったとしても、第２プローブを、第１プローブによって形成されたプローブ跡に接触させることができ、第２プローブと電極パッドとの間で良好な電気的接触を得ることができる。また、電極パッドと接触するときに、第１プローブおよび第２プローブのいずれにも同じ押圧を与えた場合、第１プローブによる電極パッドへのプローブ先端部の食い込みをさらに小さくすることができ、結果として、絶縁膜除去用の第１プローブによる電極パッドや半導体チップへのダメージを抑え、また、電極パッドの削りくずの量を減らすことができる。

また本発明によれば、第１プローブの本数が、第２プローブの本数よりも少ないことから、各半導体チップのうち予め定める一部の電極パッドには第１プローブが接触し、予め定める電極パッドを除く残余の電極パッドには第１プローブが接触しないようにすることができる。したがって、予め大きな測定電流が想定される電極パッドに対して、第１プローブを接触させて絶縁膜を除去することで、後続する第２プローブを用いた測定では、比較的小さな接触抵抗で測定することができ、発熱によるプローブの表面の酸化および焼損を抑制することができる。一方、測定電流が小さく接触抵抗が影響しない電極パッド、および後工程でのワイヤーボンド性をよくするために、できるだけプローブ跡を小さくしたい電極パッドについては、不必要な第１プローブの接触を行わないようにすることができる。

また本発明によれば、第１プローブの材質は、第２プローブの材質と異なることから、第１プローブの材料の選択肢および設計自由度を増加させることができる。第１プローブを電極パッド表面の絶縁膜の除去用に使用し、後続する第２プローブを測定用に使用する方法では、たとえば、第１プローブには、加工性に優れ安価なニッケル合金や、磨耗に強いセラミックなどを使用することができる。また通常のプローブの針先に異なった材料を接着して使用することもできる。

また本発明によれば、複数の第１および第２プローブを有するプローブカードを準備し、第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、第２プローブが後続して接触するように、第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる。そして、第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定し、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定することから、第１プローブが接触した電極パッドには、後続する第２プローブと合わせて、合計２回、プローブが接触して、電気特性の測定を行うことになる。したがって、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、第１プローブによる１回目の測定では接触抵抗が大きくて正確な測定結果が得られない場合でも、後続する第２プローブによる２回目の測定では、比較的厚い絶縁膜が除去され良好な電気的接触のもとでの測定が可能となる。この結果、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができ、また、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。

また本発明によれば、第１プローブによる電気特性の測定によって得られた測定値が予め定める範囲を超えるとき、少なくとも前記予め定める範囲を超えた測定値の電極パッドについての第１プローブによる測定を中止する。第１プローブによる１回目の測定では、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があるときには、第１プローブの接触だけで十分に絶縁膜が除去されないことがある。このような接触抵抗が大きな状態で、第１プローブに比較的大きな測定用の電流を流すと、発熱によって第１プローブの表面が酸化し焼損するおそれがある。そこで、測定値が予め定める範囲を超えるときは、その時点で、第１プローブによる測定を中止する。後続する第２プローブによる２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜がさらに削られた状態で測定を行うので、良好な電気的接触のもとでの測定が可能となる。

また本発明によれば、第２プローブのうちの少なくとも一部は、電極パッドと接触する先端部の端面の面積を、予め定める大きさに選ぶことから、予め大きな測定電流が想定される電極パッドについては、先端部の端面の面積を大きくして接触面積を増やすことができる。第２プローブによる２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜が第１プローブによって削られているので接触抵抗が小さいことに加えて、電極パッドとプローブとの接触面積も大きいことから、大きな測定電流を流してもプローブ先端での発熱が小さくなり、プローブ表面の酸化および焼損を抑制することができる。

また本発明によれば、第２プローブのうちの少なくとも一部は、プローブの軸線に垂直な断面積が、予め定める大きさに選ばれることから、予め大きな測定電流が想定される電極パッドについては、プローブの断面積を大きくしてプローブの曲げ剛性を高くすることができる。プローブの曲げ剛性が高い場合は、曲げ剛性が低い場合に比べて、プローブを電極パッドに押し当てたときの電極パッドに対する押圧が大きくなるので、第２プローブと電極パッドとの間の接触抵抗が低減する。したがって、第２プローブによる２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜が第１プローブによって削られているので接触抵抗が小さいことに加えて、さらに接触抵抗を小さくできることから、大きな測定電流を流してもプローブ先端での発熱が小さくなり、プローブ表面の酸化および焼損を抑制することができる。

また本発明によれば、第２プローブのうちの少なくとも一部は、電極パッドと接触する先端部の端面が、第１プローブの先端部の端面よりも、電極パッドに近接する方向に突出していることから、予め大きな測定電流が想定される電極パッドについては、第２プローブによる電極パッドへの押圧を大きくして接触抵抗を低減させることができる。第２プローブによる２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜が第１プローブによって削られているので接触抵抗が小さいことに加えて、さらに接触抵抗を小さくできることから、大きな測定電流を流してもプローブ先端での発熱が小さくなり、プローブ表面の酸化および焼損を抑制することができる。

また本発明によれば、複数の第１および第２プローブを有するプローブカードと、第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、第２プローブが後続して接触するように、第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、各半導体チップの電気特性を測定する測定手段を含んだ半導体ウェハの測定装置が提供される。ここで、前記測定手段は、第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触し、かつこの第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、この半導体チップの電気特性を測定することから、第１プローブが接触した電極パッドについては、後続する第２プローブと合わせ、合計２回、プローブが接触した後に、電気特性を測定することになる。したがって、第１プローブを電極パッドの表面の絶縁膜を除去する目的で使用し、第２プローブを測定用として使用すれば、第１プローブによって表面の絶縁膜が除去された電極パッドに、第２プローブを接触させて、良好な電気的接触のもとでの測定が可能となる。また、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、第１プローブによって表面の絶縁膜が完全に除去できない場合でも、後続する第２プローブによる２回目の接触によってさらに電極パッド表面が削られるので、第２プローブと電極パッドとの間では、良好な電気的接触をより確実に得ることができる。この結果、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができ、また、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。

また本発明によれば、複数の第１および第２プローブを有するプローブカードと、第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、第２プローブが後続して接触するように、第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、各半導体チップの電気特性を測定する測定手段を含んだ半導体ウェハの測定装置が提供される。ここで、前記測定手段は、第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定し、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定することから、第１プローブが接触した電極パッドには、後続する第２プローブと合わせて、合計２回、プローブが接触して、電気特性の測定を行うことになる。したがって、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、第１プローブによる１回目の測定では接触抵抗が大きくて正確な測定結果が得られない場合でも、後続する第２プローブによる２回目の測定では、比較的厚い絶縁膜が除去され良好な電気的接触のもとでの測定が可能となる。この結果、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができ、また、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。

また本発明によれば、複数の第１および第２プローブを有するプローブカードと、第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、第２プローブが後続して接触するように、第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、各半導体チップの電気特性を測定する測定手段と、第１および第２プローブのいずれか一方が、測定手段に接続するように接続を切替える切替手段と、測定手段および切替手段を制御する制御手段とを含んだ半導体ウェハの測定装置が提供される。ここで、前記制御手段は、第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、切替手段が第１プローブに接続を切替えて、測定手段がその半導体チップの電気特性を測定するように、切替手段および制御手段を制御する。そして、その測定よって得られた測定値が予め定める範囲を超える場合には、前記制御手段は、第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、切替手段が第２プローブに接続を切替えて、測定手段がその半導体チップの電気特性を測定するように、切替手段および測定手段を制御する。結果として、第１プローブが接触した電極パッドには、後続する第２プローブと合わせて、合計２回、プローブが接触して、電気特性の測定を行うことになる。したがって、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、第１プローブによる１回目の測定では接触抵抗が大きくて正確な測定結果が得られない場合でも、後続する第２プローブによる２回目の測定では、比較的厚い絶縁膜が除去され良好な電気的接触のもとでの測定が可能となる。また、切替手段によって、プローブと測定手段との接続を切替えていることから、第１および第２プローブの両方のプローブと接触する複数の半導体チップの電気特性を１つの測定手段で測定することができ、接続端子や信号増幅器の数を減らした小型で安価な測定手段を構成することができる。この結果、比較的小型かつ安価な装置構成で、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができ、また、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に用いるプローブカード２１ａの基本的構成を模式的に示す平面図である。

第１の実施の形態のプローブカード２１ａは、基板２２の厚み方向一方面上に設けられる複数のプローブ針２３ａと、プローブ針２３ａを支持固定するためのプローブ針固定部材２４と、基板２２の前記一方面上に形成され、プローブ針２３ａの基端部と接続されるパターン配線２５と、基板２２の厚み方向他方面上で、基板２２の周縁に近接して設けられるコンタクトピン２６とを含んで構成される。本実施の形態のプローブカード２１ａでは、測定用のプローブ針２３ａ以外に、測定には用いない接触針２３ｂが、プローブ針２３ａと同一の基板面上に設置され、プローブ針固定部材２４によって固定される。プローブ針２３ａおよび接触針２３ｂは、基板面に平行な方向では、プローブ針２３ａおよび接触針２３ｂの先端部はそれらの基端部よりも基板２２の中央近くに配置される。基板２２の厚み方向では、プローブ針２３ａおよび接触針２３ｂは、その基端部よりも先端部が基板２２の表面から離間するように、基板２２の表面に対して傾けて配置され、さらにプローブ針２３ａおよび接触針２３ｂの先端部が、基板２の厚み方向で基板から離反する向きに屈曲形成される。また、プローブ針固定部材２４は、セラミックまたは絶縁樹脂などでリング状に形成される。

本実施の形態では、接触針２３ｂが第１プローブに対応し、プローブ針２３ａが第２プローブに対応する。

また、図１において、基板２２の一方面上のパターン配線２５は、その一端がプローブ針２３ａの基端部と接続し、その他端が基板２２を貫通するコンタクトピン２６の一部と接続するように形成される。一方、本実施の形態では、接触針２３ｂと接続するパターン配線２５は形成されない。この理由は、接触針２３ｂは半導体チップ（以下、単にチップという場合がある）の特性測定に用いられないのでパターン配線２５が不必要であるからである。したがって、接触針２３ｂと接続するパターン配線２５が設けられていてもよく、本発明の効果には変わりはない。

プローブ針２３ａと接触針２３ｂは、半導体ウェハ上に配列された各半導体チップのうち、隣接する２つのチップ２８ａ，２８ｂの電極パッド２９ａ，２９ｂにそれぞれ接触するように配置される。電気特性が測定されるのは、プローバ針２３ａが接触しているチップ２８ａであり、接触針２３ｂは、チップ２８ｂの電極パッド２９ｂの表面に形成される絶縁膜の一部を除去するために用いられる。ここで電極パッド２９ｂの表面の絶縁膜には、電極パッドの自然酸化膜または電極保護膜の残渣などがある。

図１４に示すように、プローブ針２３ａおよび接触針２３ｂの先端部の端面が電極パッド２９ａ，２９ｂに接触するときには、それらの先端部の端面が電極パッド２９ａ，２９ｂの表面に押し当てられてから表面を擦るように動く。このようなプローブ針２３ａおよび接触針２３ｂの摺動によって、電極パッド２９ａ，２９ｂの表面の絶縁膜が削り取られ、電極パッド２９ａ，２９ｂの材料であるアルミニウムが露出する部分（以後、プローブ針跡という）が形成される。そこで、非測定用の接触針２３ｂを用いて、電極パッド２９ａ，２９ｂの表面の絶縁膜の一部を除去した後に、その絶縁膜が除去された部分にプローブ針が接触するように半導体ウェハ（以下、単にウェハという場合がある）を移動させてから電気特性の測定を行うようにすれば、プローブ針と電極パッドとの間で良好な電気的接触が得られる。比較的厚い表面絶縁膜が形成されているために、１回目の接触針２３ｂによる接触のときに表面絶縁膜が完全に除去できない場合でも、２回目の測定時のプローブ針２３ａの接触によって再度同じ箇所が削り取られるので、プローブ針２３ａと電極パッド２９ａ，２９ｂとの間では良好な電気的接触がより確実に得られる。次に、本実施の形態のプローブカード２１ａを用いた半導体チップの電気特性の測定手順について具体的に説明する。

図２は、プローブカード２１ａを用いて半導体ウェハ上に配列された半導体チップの電気特性を測定する手順を示すフローチャートである。また、図３は、半導体ウェハの表面上に形成された半導体チップを模式的に示す平面図である。図３に示すように、半導体チップは、半導体ウェハ上の直交する２方向に、マトリクス状に配列するように形成される。ここで、チップの配列方向の一方をＸ方向とし、その繰り返し周期をＷ１とする。配列方向の他方をＹ方向とし、その繰り返し周期をＷ２とする。

本実施の形態では、半導体ウェハの電気特性を測定するために、ウェハプローバおよび半導体テスタを含む測定装置が用いられる。ここで、半導体ウェハは、ウェハプローバのウェハステージ上に真空チェックなどで固定され、また、プローブカード２１ａは、前記基板２２の前記一方面が半導体ウェハと相対するようにウェハプローバに装着される。この状態で、ウェハステージが、ステージ面に平行で、かつ互いに垂直なＸ，Ｙ方向、およびステージ面に垂直なＺ方向に移動することによって、プローブ針２３ａおよび接触針２３ｂが測定すべき半導体チップと接触する。ウェハステージのＸ，Ｙ，Ｚ方向の移動量は、ウェハプローバの制御部によって制御される。

本実施の形態では、ウェハプローバが移動手段に対応し、半導体テスタが測定手段に対応する。

以下、図２のフローチャートに従って、プローブカード２１ａを用い、図３に示した各半導体チップの電気特性を測定する手順を具体的に説明する。ここで、図２に示すフローチャートは、図３に示す半導体ウェハに配列された各半導体チップのうち、Ｘ方向の一列分を測定する手順を示したものである。

半導体チップの電気特性を測定する手順を開始すると、ステップＳ１で、ウェハプローバの制御部が、Ｘ方向に隣接する２つのチップのうち一方のチップ２８ａにプローブカード２１ａのプローブ針２３ａを接触させ、他方のチップ２９ｂに接触針２３ｂを接触させる（図３の破線で囲まれた領域にプローブカード２１ａが配置される）。これによって、他方のチップ２８ｂでは接触針２３ｂによって、電極パッド２９ｂの表面の酸化膜が除去される。その後、プローブ針２３ａが接触している一方のチップ２８ａの電気特性が半導体テスタによって測定される。

次にステップＳ２に移り、Ｘ方向の一列分のチップの測定が終了したか否かを、ウェハステージの制御部が判断する。ステップＳ２において、測定が終了したと判断すると、処理を終了し、測定が終了していないと判断すると、ステップＳ３に移る。

次にステップＳ３では、ウェハステージの制御部が、半導体ウェハを装着したウェハステージを下降させて、プローブ針２３ａおよび接触針２３ｂと電極パッド２９ａ，２９ｂとを離間させ、ウェハステージをＸ方向にチップの繰返し周期のＷ１だけ移動させる。このときウェハステージは、プローブカード２１ａの接触針２３ｂからプローブ針２３ａの方向に移動する。相対的にプローブカードはプローブ針２３ａから接触針２３ｂの方向（以下、測定方向という）に移動することになる（図３の一点鎖線で囲まれた領域にプローブカード２１ａが配置される）。なお、実際はウェハステージが移動するが、プローブカード２１ａとウェハステージのどちらが移動するのかは相対的なものであるので、以下の説明では、プローブカード２１ａが移動するとして説明する。

さて、ステップＳ３で、プローブカード２１ａを移動させた後に、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１では、ウェハステージを上昇させて、プローブ針２３ａを、最初のステップＳ１で接触針が接触していたチップ２８ｂの電極パッド２９ｂと接触させ、接触針２３ｂを、測定方向に隣接する新たなチップ２８ｃと接触させる。この結果、プローブ針２３ａは既に接触針２３ｂによって表面の酸化膜が除去された電極パッド２９ｂと接触することになるので、良好な電気的接触が得られる。また、接触針２３ｂによって測定方向に隣接する電極パッド２９ｃの表面絶縁膜が除去される。この後、プローブ針が接触しているチップ２９ｂの電気特性を測定が行われる。

同様にして、移動Ｓ３と接触および測定Ｓ１を繰り返すことによって、Ｘ方向の一列分のチップの測定が完了するとその列については測定が終了する。次にウェハステージをＹ方向に配列周期であるＷ２だけ移動させ、その列についての測定を測定方向（プローブ針側から接触針側の方向）に順次行う。

このように本発明の第１の実施の形態のプローブカード２１ａを用いることで、測定用のプローブ針２３ａが半導体チップの電極パッドに接触するときに、次に測定されるチップの電極パッドの表面の絶縁膜が接触針によって除去される。この結果、電極材料であるアルミニウムの表面が露出した状態で測定用のプローブ針２３ａが接触するので、電極パッドとプローブ針２３ａの電気的接触が良好に保たれる。また、半導体チップの電極パッドの表面に比較的厚い絶縁膜があり、接触針２３ｂによって表面の絶縁膜が完全に除去できない場合でも、後続するプローブ針２３ａによる２回目の接触によってさらに電極パッド表面が削られるので、プローブ針２３ａと電極パッドとの間で良好な電気的接触をより確実に得ることができる。なお、接触針２３ｂによって表面が削られて電極材料が露出する部分（プローブ針跡）にプローブ針２３ａが接触するように、プローブ針２３ａと接触針２３ｂとは、Ｘ方向に繰り返し周期Ｗ１だけ離れた対称な位置に配置する必要がある。

上述の説明では、Ｘ方向にプローブカードを順次移動させて測定を行ったが、Ｙ方向にプローブカードを順次移動させて測定を行ってもよい。図３において、最初のステップで、Ｘ方向に隣接する一方のチップ２８ａにプローブ針２３ａが接触し、他方のチップ２８ｂに接触針２３ｂが接触しているとすると、次のステップではＹ方向に１周期ずれたチップ３０ａ，３０ｂにプローブ針２３ａおよび接触針２３ｂが接触するようにする。この後、Ｙ方向に順次、移動と測定を繰り返し行ない、Ｙ方向の１列分の測定が終了した後に、プローブカード２１ａをＸ方向に一周期分移動させる。移動させるＸ方向の向きは、プローブカード２１ａのプローブ針２３ａ側から接触針側２３ｂ側への向きである。この場合、次にプローブ針２３ａが接触するＹ方向の列の各チップは、Ｘ方向にプローブカード２１ａを移動させる前の段階で、接触針による電極パッド表面の絶縁膜の除去が完了しているので、電気的接触が良好な状態で各チップの電気特性が測定される。

図４は、半導体ウェハ全体について本実施の形態のプローブカード２１ａを用いて測定する場合に、測定順序とプローブ針および接触針の配置との関係を模式的に表す平面図である。

通常、図４（ａ），（ｂ）に示すように、各半導体チップは、半導体ウェハの表面上で、オリエンテーションフラット（以下、オリフラという）に平行な方向とオリフラに垂直な方向との両方向に周期的に配列される。そこで以下の説明では、オリフラを基準にして、オリフラ平行方向をＸ方向とし、Ｘ方向の一方をＸ１方向、他方をＸ２方向とする。また、ウェハ面内でオリフラに垂直な方向をＹ方向とし、Ｙ方向の一方をＹ１方向、他方をＹ２方向とする。

一般に、プローブカードを用いた測定では、半導体ウェハの一方の端部に近い側から他方の端部側へ向けてウェハステージの移動量が最も少なくなるような順序で測定される。たとえば図４において、Ｙ１方向の端部からＹ２方向の端部へと測定する場合、最初に、最もＹ１方向側の列（Ｘ方向に平行な列）について、Ｘ１方向からＸ２方向に向けてチップを順次測定する。次のステップでは、Ｙ２方向に１チップ分移動して、Ｘ２方向からＸ１方向に向けて順次チップを測定し、その次のステップでは、さらにＹ２方向に１チップ分移動して、Ｘ１方向からＸ２方向へと測定する。このように、Ｙ１方向からＹ２方向に向けて１列ずつ順に測定するときは、１列ごとにＸ方向での測定する向きが変わる。

このような測定順序に対応するために、図４（ａ）に示すように、Ｙ方向に隣接する２チップのうち、Ｙ１方向のチップとプローブ針２３ａが接触し、Ｙ２方向側のチップと接触針２３ｂが接触するように、プローブ針２３ａと接触針２３ｂとを配置する。こうすれば、Ｘ方向の測定が１列分終了した後に、Ｙ２方向にプローブカード２１ａが１列分だけ移動したとき、接触針２３ｂで電極パッド表面の酸化膜が除去されたチップの特性がプローブ針２３ａによって測定されることになる。

また、本発明は複数のチップの電気特性を同時に測定する場合にも適用することができる。図４（ｂ）は、４チップを同時に測定する場合のプローブ針と接触針の配置を示した一例である。図４（ｂ）では、Ｘ方向に隣接する４チップ（図４（ｂ）で実線のハッチングを施した部分）に測定用のプローブ針を配置し、それらの４チップとＹ２方向で隣接する４チップ（図４（ｂ）で破線のハッチングを施した部分）に接触針を配置する。そして、Ｘ方向に沿う１列の測定は、４チップ分ずつプローブカードを移動させて測定する。Ｘ方向に沿う１列分の測定が終了すると、Ｙ２方向へ１チップ分だけプローブカードを移動させて、次のＸ方向に沿う１列分の測定を行う。すると、Ｙ２方向に移動する前の測定の際に接触針によって表面絶縁膜が除去されたチップが、プローブ針によって測定されることになり、良好な電気的接触のもとでの測定が可能となる。

以上のように、測定用のプローブ針と表面絶縁膜除去用の接触針を組み合わせるとともに、接触針でチップの電極パッド表面の絶縁膜が除去された後にプローブ針でそのチップについて測定されるように、プローブカード内でのプローブ針と接触針を配置する。この結果、測定用のプローブ針が測定時に半導体チップの電極パッドに接触するのと同時に、次に測定されるチップの電極パッドの表面の絶縁膜が接触針によって除去されることになり、電極パッドと測定用のプローブ針との間で良好な電気的接触が得られる。

図５は、本発明の第２の実施の形態に用いるプローブカード２１ｂの基本的構成を模式的に示す平面図である。第２の実施の形態のプローブカード２１ｂは、第１の実施の形態で用いるプローブカード２１ａのうち、接触針２３ｂの構成を変更したものである。半導体ウェハの測定方法は第１の実施の形態と同様であるので、以下の説明では、第１の実施の形態のプローブカード２１ａと共通する構成については、同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成の部分について説明する。

図５に示すプローブカード２１ｂは、表面絶縁膜の除去用の接触針２３ｂの本数が測定用のプローブ針２３ａの本数よりも少ない点に特徴があり、測定すべき半導体チップの性質に応じて予め接触針を接触させるか否かを選択することができる。たとえば、電気特性を測定するために大きな測定電流を流すことが想定される電極パッドについては、接触抵抗が大きい状態で大電流を流すと発熱によってプローブ針の表面が酸化することになるので、予め接触針２３ｂを接触させて接触抵抗を低下させておく。一方、測定電流が小さく接触抵抗が影響しない電極パッドの場合、または電極パッドの面積が小さい場合、あるいは後工程でのワイヤーボンド性をよくするために、できるだけプローブ針跡を小さくしたい場合などは、接触針２３ｂを接触させることなく、プローブ針２３ａを用いて電気特性を測定することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態として、第１の実施の形態で用いるプローブカード２１ａにおいて、接触針の形状を変更する場合について説明する。

図６Ａは、接触針３１ａの形状がプローブカード２１ａで用いられるプローブ針２３ａの形状と同じ場合の、接触針３１ａの先端部の端面３１ｂの形状と、その接触針３１ａで接触したときに電極パッド２９に形成されるプローブ針跡３４とを模式的に示す概略図である。このうち、図６Ａ（１）は接触針３１ａの先端部の側面図を示し、図６Ａ（２）は接触針３１ａの先端部の端面３１ｂの形状を示し、図６Ａ（３）は電極パッド２９の平面図を示し、図６Ａ（４）は図６Ａ（３）の切断面線Ｔ１−Ｔ１から見た電極パッド２９の断面図を示す。図６Ａ（３）および図６Ａ（４）に示すように、電極パッド２９の表面の絶縁膜３５の一部に、接触針３１ａが押し当てられて摺動することで絶縁膜３５が削り取られて、電極内部３６が露出するプローブ針跡３４が形成される。

これに対し、図６Ｂは、接触針３２ａの端面３２ｂの面積をプローブ針２３ａの面積より大きくした場合の、接触針３２ａの先端部の端面３２ｂの形状と、その接触針３２ａで接触したときに電極パッド２９に形成されるプローブ針跡３７とを模式的に示す概略図である。このうち、図６Ｂ（１）は接触針３２ａの先端部の側面図を示し、図６Ｂ（２）は接触針３２ａの先端部の端面３２ｂの形状を示し、図６Ｂ（３）は電極パッド２９の平面図を示し、図６Ｂ（４）は図６Ｂ（３）の切断面線Ｔ２−Ｔ２から見た電極パッド２９の断面図を示す。図６Ｂ（３）および図６Ｂ（４）に示すように、電極パッド２９の表面の絶縁膜３５の一部に、より大きな端面の面積を有する接触針３２ａが押し当てられて摺動することで、絶縁膜３５が削り取られて電極内部３６が露出するプローブ針跡３４が大きく形成される。

プローブ針３２ａの先端部の端面３２ｂの面積を大きくする理由は２つあり、その１つは、プローブ針跡３７の面積が増えるため、電極パッド２９の表面で接触針３２ａが接触する部分と測定用のプローブ針２３ａが接触する部分とにわずかな位置ずれがあったとしても、測定用のプローブ針２３ａは、絶縁膜３５が除去された部分３７に当たりやすくなるためである。もう１つの理由は、接触針３２ａの接触時にプローブ針２３ａと同じ押圧を与えた場合、アルミニウム電極への接触針３２ａの先端部の食い込みが小さくなり、電極パッドやチップへのダメージを抑え、また、電極パッドの削りくずの量を減らすことができるからである。最適な接触針３２ａの先端部の端面３２ｂの面積は電極パッドの大きさによって変わるが、たとえば、測定用プローブ針２３ａの先端部の端面が直径４０μｍの略円形の場合、接触針はその１．５倍の直径６０μｍ以上が好ましい。

図６Ｃは、接触針３３ａの端面３３ｂを略矩形にした場合の接触針３３ａの形状と、電極パッド２９に形成されるプローブ針跡３８とを模式的に示す概略図である。このうち、図６Ｃ（１）は接触針３３ａの先端部の側面図を示し、図６Ｃ（２）は接触針３３ａの先端部の端面３３ｂの形状を示し、図６Ｃ（３）は電極パッド２９の平面図を示し、図６Ｃ（４）は図Ｃ（３）の切断面線Ｔ３−Ｔ３から見た電極パッド２９の断面図を示す。本実施の形態では、図６Ｃ（１）および図６Ｃ（２）に示すように、接触針３３ａの先端部の端面３３ｂの形状を、接触針３３ａが電極パッド２９に当接して摺動する方向を短辺とし、摺動方向に垂直な方向を長辺とする略矩形としている。接触針３３ａの中央部の軸線に垂直な断面が略円形の場合、その直径よりも先端部の端面の長辺が大きくなるように、接触針３３ａの先端部をヘラ状の形状にするとより効果的である。こうすることで、電極パッドの更に広い部分で絶縁膜除去が可能となって、図６Ｃ（３）および図６Ｃ（４）に示すように、矩形状のより大きなプローブ針跡３８が形成され、また、電極パッドを構成するアルミニウムの部分への食い込みはより小さくなる。端面の長辺の大きさは、接触針の接触位置の位置合わせ誤差を考慮して、たとえば電極パッドのパターンが正方形の場合はその一辺の長さよりも２０μｍ程度小さくするのが好ましい。

その他に、本発明の第４の実施の形態として、プローブカード２１ａに用いる接触針２３ｂの材料を、測定用のプローブ針２３ａの材料と異なる材料にすることもできる。測定用のプローブ針２３ｂには、電気抵抗が小さく磨耗に強く適度な弾性を有したタングステンやタングステン合金が一般に使用されるが、接触針は、電気抵抗は関係なく絶縁物でもよいことより、加工性に優れ安価なニッケル合金や、磨耗に強いセラミックなども使用可能である。また通常のプローブ針の針先に異なった材料を接着して使用することもできる。

図７は、本発明の第５の実施の形態に用いるプローブカード４１ａの基本的構成を模式的に示す平面図である。第５の実施の形態のプローブカード４１ｂは、第１の実施の形態に用いるプローブカード２１ａの構成を変更したものであるので、以下の説明では、図１に示した第１の実施の形態のプローブカード２１ａと共通する構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

第５の実施の形態のプローブカード４１ａは、第１の実施の形態と同様の測定用のプローブ針２３ａ（以下、第１プローブ針という）と、第１プローブ針２３ａとは異なる測定用のプローブ針４２（以下、第２プローブ針４２という）を含んで構成され、第１プローブ針２３ａと第２プローブ針４２は同一のウェハの異なるチップに同時に接触するように、基板２２の一方面上に配置される。第１プローブ針２３ａおよび第２プローブ針４２は共に測定用として用いるので、パターン配線２５が施され、外部の測定回路と電気的に接続される。本実施の形態では、第１プローブ針２３ａを第１回目の測定用として用い、第２プローブ針４２を、第１プローブ針２３ａで測定されたチップに対する第２回目の測定用として用いる。たとえば、図７に示すように、プローブカードの移動方向前方に第１回目の測定用の第１プローブ針２３ａを配置し、移動方向後方に第２回目の測定用の第２プローブ針４２を配置する。この場合、プローブカードの移動方向に１チップずつ順次移動させれば、第１プローブ針２３ａを用いて測定したチップ２８ｂの電極パッド２９ｂに、後続して第２プローブ針４２が接触することになるので、第１回目の測定の再測定用として、第２プローブ針４２を用いることができる。本実施の形態のプローブカード４１ａは、２チップ同時測定用のプローブカードと構造は同じになるが、ウェハステージの移動量と測定方法とが異なる。２チップ同時測定の場合はウェハステージが２チップ分移動することになるが、本実施の形態ではウェハステージは１チップ分ずつ移動させる必要がある。

なお、本実施の形態の第１プローブ針２３ａが第１プローブに対応し、第２プローブ針４２が第２プローブに対応する。

図８は、プローブカード４１ａを用いた半導体検査装置５２の基本的構成を模式的に示す概略図である。半導体検査装置５２は、ウェハプローバ４４と半導体テスタ４６とを含んで構成され、このうち、半導体テスタ４６は、切替回路４８と、測定回路４９と、記録回路５０と、比較判定回路５１と、制御回路５５とを含んで構成される。図８に示すように、半導体ウェハ２７は、ウェハプローバ４４のウェハステージ４５上に真空チャックなどによって固定され、ウェハプローバ４４の制御部による制御に従って、ステージ面に平行、かつ互いに垂直なＸ，Ｙ方向、およびステージ面に垂直なＺ方向に移動する。また、プローブカード４１ａは、基板２２の前記一方面（第１および第２プローブ針が固定されている面）が半導体ウェハ７と相対するようにウェハプローバに装着され、半導体テスタ４６と信号線４７ａ，４７ｂを介して電気的に接続される。接続用の信号線には、第１プローブ用信号線４７ａと第２プローブ用信号線４７ｂの２種類があり、半導体テスタ４６の内部の切替回路４８で、第１プローブ用信号線４７ａおよび第２プローブ用信号線４７ｂのいずれか一方と測定回路４９との接続が切替えられる。記録回路５０は、測定回路４９での測定結果を記録するともに、測定結果と比較するために予め定める基準値を記憶する。比較判定回路５１は、測定回路４９での測定結果と記録回路５０から呼び出された予め定める基準値とを比較して、測定結果が予め定める範囲にあるか否かを判定する。制御回路５５は、半導体テスタ４６によって行われる処理手順を制御する。

なお、本実施の形態の半導体検査装置５２のうち、ウェハプローバ４４が移動手段に対応し、切替回路４８が切替手段に対応し、測定回路４９が測定手段に対応し、比較判定回路５１および制御回路５５が制御手段に対応する。

図９は、図８に示す半導体ウェハの検査装置５２を用いて半導体ウェハの電気特性の測定を行う手順を示すフローチャートである。図９では、半導体ウェハ上にマトリックス状に配列された半導体チップのうち、配列方向一方について、一列分の測定を行う手順を示している。

最初に測定すべき、半導体チップに第１プローブ針２３ａおよび第２プローブ針４２が接触して、測定が開始される。測定手順を概略的に説明すると、ステップＳ１１からステップＳ１８は、第１プローブ針２３ａおよび第２プローブ針４２が接触しているチップについて電気特性の測定を行うステップであり、半導体テスタの制御回路５５からの指令に基づいて実行される。電気特性の測定が終了すると、ステップ１９で、ウェハプローバ４４の制御部が、一列分の測定が終了しているか判断する。測定が終了していない場合には、ステップ２０で、半導体チップの配列方向一方に１チップ分、ウェハステージ４５が移動して、再びステップＳ１１からステップＳ１８の測定を行うステップを繰り返す。ステップ１９で、一列分の測定が終了したと判断した場合に測定が終了する。

次に、測定（ステップＳ１１〜Ｓ１８）と移動（ステップＳ２０）とを複数回繰り返した後、図７に示すように、第１プローブ針２３ａおよび第２プローブ針４２が、チップ２８ａ、２８ｂの電極パッド２９ａ，２９ｂに接触している状態からの測定の手順を詳細に説明する。

ステップＳ１１で、切替回路４８によって、第１プローブ針２３ａと測定回路４９とが電気的に接続するように接続が切替えられて、ステップＳ１２に移る。

ステップＳ１２で、測定回路４９によって、第１プローブ針２３ａと接触している測定方向前方（プローブカード４１ａの移動方向）のチップ２８ｂの特性が測定されて、ステップＳ１３に移る。

ステップＳ１３で、測定回路４９によって測定された測定値が、記録回路（メモリ）５０に記録されて、ステップＳ１４に移る。

ステップＳ１４で、比較判定回路５１によって、測定値と、記録回路５０から呼び出された予め定める基準値とが比較される。ここで、測定値が予め定める基準値の範囲を超える場合でも、第１プローブ針２３ａによって、予め定める範囲を超える測定値の電極パッドについて、再度、測定を行わないことが重要である。半導体チップ２８ｂ自体は良品であっても、第１プローブ針２３ａと電極パッド２９ｂとの接触抵抗が原因で測定不良となる場合があるからである。第１の実施の形態のプローブカード２１ａについて説明したように、後続して第２プローブ針４２と接触するときには、予め第１プローブ針２３ａと接触したことで電極パッド２９ｂの表面の絶縁膜が削られているので、良好な電気的接触が得られやすい。したがって、予め定める範囲を超える測定値の電極パッドについては、その電極パッド２９ｂと第２プローブ針４２とが接触しているときに再測定が行われる。

第１プローブ針２３ａを用いた測定方向前方のチップ２８ｂの特性測定が完了すると、ステップＳ１５に移る。ステップＳ１５では、測定方向後方のチップ２８ａについての第１プローブ針２３ａを用いた測定値が、予め定める範囲にあった場合となかった場合とで分岐し、予め定める範囲にあった場合にはステップＳ１９に移り、予め定める範囲になかった場合にはステップＳ１６に移る。なお、測定方向後方のチップ２８ａについての第１プローブ針２３ａを用いた測定は、プローブカード４１ａがステップＳ２０で１チップ分移動する前の段階で完了している。

測定方向後方のチップ２８ａの測定値が予め定める範囲を超えていた場合には、ステップＳ１６で、切替回路４８によって、第２プローブ針４２と測定回路４９とが接続するように接続が切替えられて、ステップＳ１７に移る。

ステップＳ１７では、測定回路によって、第２プローブ針を用いて測定方向後方のチップ２８ａの特性を測定されて、ステップＳ１８に移る。

ステップＳ１８では、記録回路５０に測定結果が記録されて、ステップＳ１９に移る。測定値が予め定める範囲にあった場合には、上述した測定方向後方のチップ２８ａへの接続の切替えと、測定と、記録回路５０への保存は行われずに、ステップＳ１９に移る。

ステップＳ１９では、ウェハプローバ４４の制御部によって、測定方向に測定すべきチップが残っているか判断され、測定すべきチップが残っている場合には、ステップＳ２０に移る。

ステップＳ２０では、再びウェハステージ４５が配列方向一方へ１チップ分移動して、ステップＳ１１に移り、以上の測定ステップが繰り返される。

このように、最初に第１プローブ針を用いて第１回目の測定を実施し、第１回目の測定結果が予め定める範囲を超える場合でもすぐに再測定は行わず、プローブカードは次のチップに移動する。そして、第１プローブ針で次のチップの第１回目の測定を行い、第２プローブ針で１チップ前のチップの再測定を行う。第２回目の測定で測定値が予め定める範囲にある場合はそのチップを良品と判定し、第２回目でも測定値が予め定める範囲を超える場合は不良と判定する。第２回目の測定では、第１回目の測定の際に第１プローブ針が接触することで電極パッド表面の絶縁膜が除去されているので、良好な電気的接触の状態で測定ができることになる。

さらに、本実施の形態では、第１回目の測定と第２回目の測定とで、測定項目は同じにして測定条件を変えてもよい。たとえば、１回目の測定では、電極パッドの表面絶縁膜の影響で接触抵抗の高い可能性があるので、接触抵抗を検出する目的で測定電流を小さくして測定し、接触抵抗が高いと判断した場合にはその電極パッドについての測定を中止するシーケンスとする。そして、２回目の第２プローブ針を用いた測定において、通常の測定条件で測定する。こうすることで、接触抵抗が高い状態での大電流印加を防止し、プローブ針の酸化や焼損を防止することができる。

なお、図８に示した検査装置の概略を示す模式図では、第１プローブ針２３ａと第２プローブ針４２との切替えを半導体テスタ４６内の切替回路４８で行っているが、プローブカード上で行ってもよい。半導体テスタ４６内は、特別な回路構成ではなく最近の半導体テスタでは、標準で回路が備わっていることが多い。よってプログラムと配線の追加のみで上記の測定シーケンスを実現することが可能である。

また本実施の形態のプローブカード４１ａを用いる場合に、測定方向は必ずしも図７に示すように第２プローブ針４２から第１プローブ針２３ａの方向でなくてよい。第１プローブ針２３ａで測定したのと同じチップに、後続して第２プローブ針４２が接触して測定できればよいので、図４に示した測定方向と同様の測定方向とすることも可能である。

図１０（ａ）は、本発明の第６の実施の形態に用いるプローブカード４１ｂの基本的構成を模式的に示す平面図であり、図１０（ｂ）は、そのプローブカード４１ｂに用いる第２プローブ針４３の先端部の端面４３ｂの形状を模式的に示す概略図である。第６の実施の形態のプローブカード４１ｂは、第５の実施の形態に用いるプローブカード４１ａのうち、第２プローブ針４２の構成を変更したものである。半導体ウェハの測定方法は、第５の実施の形態と同様であるので、以下の説明では、第５の実施の形態のプローブカード４１ｂと共通する構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

図１０（ａ）に示すプローブカード４１ｂは、第２回目の測定を行う第２プローブ針のうちの少なくとも一部４３について、図１０（ｂ）に示すように、電極パッドと接触する先端部の端面４３ｂの面積を、通常のプローブ針４２の先端部の端面４２ｂの面積よりも大きくしたものである。なお、図１０（ａ）において、図解を容易にするために、先端部の端面の面積が大きいプローブにハッチングを付している。

予め大きな測定電流が想定される電極パッドについては、図１０のように、第２プローブ針４３の先端部の端面の面積を大きくして接触面積を増やすことで、接触抵抗を低減させるとよい。第２プローブ針４３による２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜が第１プローブ針２３ａによって削られているので接触抵抗が小さいことに加えて、第２プローブ針４３と電極パッドとの接触面積も大きいことから、大きな測定電流を流してもプローブ先端での発熱が小さくなり、プローブ表面の酸化および焼損を抑制することができる。第２プローブ針４３の先端部の端面４３ｂの大きさは電極パッドサイズで制限される場合が多いが、０．５Ａ以上の電流を流すときには、たとえば、先端部の端面を略円形とした場合の大きさは、直径５０μｍ以上が望ましい。

なお、第２プローブ針の断面積を大きくする場合には、１回目は小電流で測定して接触抵抗の大きな素子については測定を中止するようなシーケンスで測定するとよい。２回目の測定では、１回目の第１プローブ針２３ａとの接触で電極パッド表面の絶縁膜が除去されることで接触状態が良くなっているので、１回目のような保護シーケンスの必要もなく全項目を測定することができる。

本発明の他の実施の形態として、図７に示したプローブカード４１ａに用いられる第２プローブ針４２のうちの少なくとも一部について、プローブ針の軸線に垂直な断面積を大きくしたり、先端部の端面を、第１プローブ針２３ａの先端部の端面よりも電極パッドに近接する方向へ突出させたりすることで、接触抵抗を低減させてもよい。

図１１は、第２プローブ針５３の形状、および第２プローブ針５４の基板２２の厚み方向の配置を模式的に示す概略図である。

図１１（ａ）は、大電流を流す第２プローブ針５３の軸線に垂直な断面積を、通常の第２プローブ針４２の断面積よりも大きくしたものである。プローブ針の断面積を大きくするとプローブ針の曲げ剛性が高くなるので、プローブ針を電極パッドに押し当てたときの電極パッドに対する押圧が大きくなる。予め大きな測定電流が想定される電極パッドについては、このように電極パッドに対する押圧を大きくして、第２プローブ針と電極パッドとの間の接触抵抗を低減させることができる。第２プローブ針５３による２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜が第１プローブ針２３ａによって削られているので接触抵抗が小さいことに加えて、さらに接触抵抗を小さくできることから、大きな測定電流を流してもプローブ先端での発熱が小さくなり、プローブ表面の酸化および焼損を抑制することができる。通常のプローブ針の断面は直径２５０μｍの略円形であるのに対し、プローブ針の直径を５０μｍ以上大きくすると効果が見られる。

図１１（ｂ）は、第２プローブ針５４の電極パッドと接触する先端部の端面を、第１プローブ針２３ａの先端部の端面よりも、電極パッドに近接する方向に突出させたものである。予め大きな測定電流が想定される電極パッドについては、このように第２プローブ針５４の先端部を突出させることで、第２プローブ針５４による電極パッドへの押圧を大きくして接触抵抗を低減させるとよい。第２プローブ針による２回目の測定では、電極パッドの表面の絶縁膜が第１プローブ針２３ａによって削られているので接触抵抗が小さいことに加えて、さらに接触抵抗を小さくできることから、大きな測定電流を流してもプローブ先端での発熱が小さくなり、プローブ表面の酸化および焼損を抑制することができる。第２プローブ針５４の先端部の端面を、第１プローブ針２３ａの先端部の端面よりも突出させる大きさＷ３は、２０〜５０μｍ程度が適切である。

なお、上述のように、第２プローブ針の一部について電極パッドに対する押圧を大きくする場合についても、１回目は小電流で測定して接触抵抗の大きな素子については測定を中止するようなシーケンスで測定するとよい。２回目の測定では、１回目の第１プローブ針との接触で電極パッド表面の絶縁膜が除去されることで接触状態が良くなっているので、１回目のような保護シーケンスの必要もなく全項目を測定することができる。

以上のとおり、本発明のプローブカード２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂを用いた半導体ウェハの測定方法および測定装置によって、プローブ針と半導体チップとの接触抵抗を大幅に改善することが可能となり、半導体チップの電気特性の測定精度を向上させることができる。さらに、測定上の問題によって不良品と判定される半導体チップの割合が減るので、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。また、本発明に用いるプローブカード２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂは、特殊な装置や材料を用いることなく、従来の構造を一部変更するだけで実現が可能である。測定方法および測定装置についても従来のＩＣテスタとウェハプローバが使用可能であり、プローバの動作も従来の動作と同様で測定時間が大幅に増えることはない。

なお、上述した実施の形態は、いずれも接触抵抗を低減し安定した高精度な測定を行うことが目的であるので、各項目を組み合わせたり、複数回の繰り返しを行ったりすることにより更に高い効果を得ることができる。

また、上述した実施の形態は、従来構造と類似の構造のプローブカードと、アルミニウム電極を電極パッドとした半導体ウェハについて説明を行ったが、電極パッドとプローブ接触子を用いて測定するものについては、同様の効果が得られる。たとえば、垂直型のプローブカード、バンプ構造の半導体チップおよびＣＳＰ（CHIP SIZE PACKAGE）素子などについても応用が可能である。

本発明の第１の実施の形態に用いるプローブカード２１ａの基本的構成を模式的に示す平面図である。プローブカード２１ａを用いて半導体チップの電気特性を測定する手順を示すフローチャートである。半導体ウェハの表面上に形成された半導体チップを模式的に示す平面図である。半導体ウェハ全体について本実施の形態のプローブカード２１ａを用いて測定する場合に、測定順序とプローブ針および接触針の配置との関係を模式的に表す平面図である。本発明の第２の実施の形態に用いるプローブカード２１ｂの基本的構成を模式的に示す平面図である。接触針３１ａの形状がプローブカード２１ａで用いられるプローブ針２３ａの形状と同じ場合の、接触針３１ａの先端部の端面３１ｂの形状と、その接触針３１ａで接触したときに電極パッド２９に形成されるプローブ針跡３４とを模式的に示す概略図である。接触針３２ａの端面３２ｂの面積をプローブ針２３ａの面積より大きくした場合の、接触針３２ａの先端部の端面３２ｂの形状と、その接触針３２ａで接触したときに電極パッド２９に形成されるプローブ針跡３７とを模式的に示す概略図である。接触針３３ａの端面３３ｂを略矩形にした場合の接触針３３ａの形状と、電極パッド２９に形成されるプローブ針跡３８とを模式的に示す概略図である。本発明の第５の実施の形態に用いるプローブカード４１ａの基本的構成を模式的に示す平面図である。プローブカード４１ａを用いた半導体検査装置５２の基本的構成を模式的に示す概略図である。図８に示す半導体ウェハの検査装置５２を用いて半導体ウェハの電気特性の測定を行う手順を示すフローチャートである。本発明の第６の実施の形態に用いるプローブカード４１ｂの基本的構成を模式的に示す平面図、ならびにそのプローブカード４１ｂに用いる第２プローブ針４３の先端部の端面４３ｂの形状を模式的に示す概略図である。第２プローブ針５３の形状、および第２プローブ針５４の基板２２の厚み方向の配置を模式的に示す概略図である。従来のプローブカード１の基本的構成を模式的に示す平面図である。図１２の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩから見た従来のプローブカード１の基本的構成を模式的に示す断面図である。プローブ針３が半導体チップ８の表面に形成された電極パッド９に良好な状態で接触している状態を示す模式的な断面図である。

符号の説明

２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂプローブカード
２２基板
２３ａプローブ針（第１プローブ針）
２３ｂ，３２ａ，３３ａ接触針
４２，４３，５３，５４第２プローブ針
２４プローブ針固定部材
２５パターン配線
２６コンタクトピン
２７半導体ウェハ（ウェハ）
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，３０ａ，３０ｂ半導体チップ（チップ）
２９ａ，２９ｂ電極パッド
４４ウェハプローバ
４５ウェハステージ
４６半導体テスタ
４８切替回路
４９測定回路
５０記録回路
５１比較判定回路
５５制御回路

Claims

半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードを準備し、
前記プローブカードによって、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させて、各半導体チップの電気特性を測定することを特徴とする半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触し、かつこの第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、この半導体チップの電気特性を測定することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブは、電極パッドと接触する先端部の端面の面積が、前記第２プローブよりも大きいことを特徴とする請求項２記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブの先端部は、電極パッドに当接して摺動する方向を短辺とし、前記摺動方向に垂直な方向を長辺とする略矩形の端面を有すること特徴とする請求項２記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブの本数は、前記第２プローブの本数よりも少ないことを特徴とする請求項２記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブの材質は、前記第２プローブの材質と異なることを特徴とする請求項２記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定し、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第１プローブによる電気特性の測定によって得られた測定値が予め定める範囲を超えるとき、少なくとも前記予め定める範囲を超えた測定値の電極パッドについての第１プローブによる測定を中止すること特徴とする請求項７記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第２プローブのうちの少なくとも一部は、電極パッドと接触する先端部の端面の面積が、予め定める大きさに選ばれることを特徴とする請求項７記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第２プローブのうちの少なくとも一部は、プローブの軸線に垂直な断面積が、予め定める大きさに選ばれることを特徴とする請求項７記載の半導体ウェハの測定方法。
前記第２プローブのうちの少なくとも一部は、電極パッドと接触する先端部の端面が、第１プローブの先端部の端面よりも、電極パッドに近接する方向に突出していることを特徴とする請求項７記載の半導体ウェハの測定方法。
（ａ）プローブカードであって、
（ａ１）半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
（ａ２）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードと、
（ｂ）前記半導体ウェハおよび前記プローブカードの少なくとも一方を移動させ、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、
（ｃ）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触し、かつ前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、この半導体チップの電気特性を測定する測定手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハの測定装置。
（ａ）プローブカードであって、
（ａ１）半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
（ａ２）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードと、
（ｂ）前記半導体ウェハおよび前記プローブカードの少なくとも一方を移動させ、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、
（ｃ）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定し、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、その半導体チップの電気特性を測定する測定手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハの測定装置。
（ａ）プローブカードであって、
（ａ１）半導体ウェハ上に配列された複数の半導体チップのうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第１プローブと、
（ａ２）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドと接触しているときに、その半導体チップを除く残余のうちの１または複数の半導体チップの電極パッドと接触する複数の第２プローブとを含むプローブカードと、
（ｂ）前記半導体ウェハおよび前記プローブカードのうち少なくとも一方を移動させ、前記第１プローブが接触した半導体チップの電極パッドに、前記第２プローブが後続して接触するように、前記第１および第２プローブを各半導体チップの電極パッドに順次接触させる移動手段と、
（ｃ）前記第１または第２プローブと接触している半導体チップの電気特性を測定する測定手段と、
（ｄ）前記第１プローブおよび前記第２プローブのいずれか一方が、前記測定手段に接続するように接続を切替える切替手段と、
（ｅ）前記第１プローブが半導体チップの電極パッドに接触したとき、前記切替手段が第１プローブに接続を切替えて、前記測定手段がその半導体チップの電気特性を測定し、その測定よって得られた測定値が予め定める範囲を超える場合には、前記第１プローブが接触した電極パッドに後続して第２プローブが接触したとき、前記切替え手段が第２プローブに接続を切替えて、前記測定手段がその半導体チップの電気特性を測定するように、前記切替手段および前記測定手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハの測定装置。