JP2007299950A - Device and method for inspecting semiconductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体検査装置及び半導体検査方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor inspection apparatus and a semiconductor inspection method.
従来、半導体装置の検査方法は、半導体ウェハに形成されている半導体装置のボンディングパッドに検査装置のプローブの先端を直接押し当てることにより、外部の試験装置と半導体装置の一時的な電気的な接続を実現して、電気的特性試験が行われていた。 Conventionally, a method for inspecting a semiconductor device is a temporary electrical connection between an external test device and a semiconductor device by directly pressing the tip of the probe of the inspection device against a bonding pad of the semiconductor device formed on the semiconductor wafer. The electrical characteristic test has been carried out.
しかしながら、一般的にプローブの材質はボンディングパッドの材質よりも硬いため、従来の電気的接続の方法では、プローブを押し当てた圧力により、ボンディングパッドの表面が損傷を受けていた。このボンディングパッドの損傷は、接触抵抗の増加を引き起こし、複数回の電気的特性試験を行う従来の半導体装置の検査方法では、正確な測定を行うことが困難で、また、後工程におけるボンディングにも支障をきたしていた。 However, since the material of the probe is generally harder than the material of the bonding pad, in the conventional electrical connection method, the surface of the bonding pad is damaged by the pressure applied to the probe. This damage to the bonding pad causes an increase in contact resistance, making it difficult to perform accurate measurements with conventional semiconductor device inspection methods that perform multiple electrical characteristic tests. I was in trouble.
なお、この種の関連技術として、半導体装置の検査方法の一例が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
本発明は、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことのできる半導体検査装置及び半導体検査方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor inspection apparatus and a semiconductor inspection method capable of reducing damage to the surface of a bonding pad as much as possible.
本発明の一態様の半導体検査装置は、複数の電極を有する半導体素子の半導体検査装置であって、前記電極と電気的接続を行う測定端子を有するプローブカードと、前記電極上若しくは前記測定端子端部に導電体液を供給する導電体液供給手段と、前記電極に前記測定端子端部を前記導電体液を介して電気的に接続し、前記測定端子を制御することにより、前記半導体素子の特性検査を行う半導体検査手段と、を備えることを特徴としている。 A semiconductor inspection apparatus according to one embodiment of the present invention is a semiconductor inspection apparatus for a semiconductor element having a plurality of electrodes, and includes a probe card having a measurement terminal that is electrically connected to the electrode, and the measurement terminal end on the electrode Conductor liquid supply means for supplying a conductor liquid to the part, and electrically connecting the measurement terminal end to the electrode via the conductor liquid, and controlling the measurement terminal, thereby performing a characteristic inspection of the semiconductor element. And a semiconductor inspection means for performing.
また、本発明の他態様の半導体検査方法は、半導体素子の電極上若しくは測定端子端部に導電体液を供給する工程と、前記電極を前記導電体液を介して前記測定端子端部と電気的に接続させる工程と、前記導電体液に前記測定端子端部を接触させた状態で前記半導体素子の特性を検査する工程と、前記電極上から前記導電体液を除去する工程と、を備えることを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor inspection method comprising: supplying a conductive liquid on an electrode of a semiconductor element or to a measurement terminal end; and electrically connecting the electrode to the measurement terminal end via the conductive liquid. A step of connecting, a step of inspecting characteristics of the semiconductor element in a state in which the end portion of the measurement terminal is in contact with the conductor liquid, and a step of removing the conductor liquid from the electrode. Yes.
本発明によれば、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。 According to the present invention, damage to the surface of the bonding pad can be reduced as much as possible.
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に本発明の実施例1に係る半導体検査装置を概略的に示した断面図を示す。図2に本発明の実施例1に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図を示す。 FIG. 1 is a sectional view schematically showing a semiconductor inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施例1に係る半導体検査装置は、プローブカード10と、測定コントローラ20と、導電体液供給装置30とを有している。
As shown in FIG. 1, the semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a
プローブカード10は、測定コントローラ20と、導電体液供給装置30にそれぞれ接続され、半導体素子40のボンディングパッド45と電気的接続を行う。ここで、図1の半導体素子40のボンディングパッド45は、一つの半導体素子40中に複数のボンディングパッド45を有し、また、半導体素子40は半導体ウェハ中に複数形成されている。図1の半導体素子40及びボンディングパッド45は、その半導体ウェハの一部分を表している。
The
測定コントローラ20は、半導体素子40のボンディングパッド45と電気的に接続したプローブカード10に電気的特性試験に必要な電流・電圧供給を行い、半導体素子40の電気的特性試験を行う。
The
導電体供給装置30は、プローブカード10に導電体液50を供給し、プローブカード10から半導体素子40のボンディングパッド45上に導電体液50を供給する。そのため、プローブカード10と半導体素子40を、従来用いていたプローブ針等で直接ボンディングパッド45に接触させることなく、導電体液50を介して電気的に接続させることができる。
The
また、プローブカード10は、測定コントローラ20に接続される測定端子12と、導電体液供給装置30に接続される導電体液供給ノズル14とを備える。測定端子12及び導電体液供給ノズル14は、お互い隣接する位置に設けられ、図2に示すように、半導体素子40のボンディングパッド45に対応する位置にそれぞれ設けられている。測定端子12は、測定コントローラ20から半導体素子40のボンディングパッド45へ半導体素子40の電気的特性試験を行うための電流・電圧等の制御信号が供給される。導電体液供給ノズル14は、導電体液供給装置30から導電体液50が供給され、半導体素子40のボンディングパッド45上に導電体液50を供給する。そのため、プローブカード10と半導体素子40を、従来用いていたプローブ針等で直接ボンディングパッド45に接触させることなく、導電体液50を介して電気的に接続することができる。
The
ここで、測定端子12は、図1中では、導電体液50と接触させる面が平坦になっているが、導電体液50との電気的接触をよくするために、プローブカード10のデバイス面側から突出した形状であってもかまわない。導電体液供給ノズル14は、例えば、所定のタイミングで半導体素子40のボンディングパッド45上に導電体液50を供給するために、スポイド式やインクジェット式のノズルを用いることができる。また、導電体液50の供給の制御は、導電体液供給装置30で行ってもかまわないし、導電体液供給ノズル14が制御してもかまわない。また、導電体液50として、電気抵抗が小さく、温度変化により電気抵抗の変化が少ないものがよい。また、測定端子12と導電体液供給ノズル14は、一体化していてもかまわない。つまり、測定端子12を導電体液ノズル14内に設けてもよいし、導電体液ノイズ14を測定端子12内に設けてもよい。さらに、導電体液ノズル14の管自身を測定端子に用いてもよい。
Here, in FIG. 1, the
次に、以上より構成される半導体検査装置を用いた半導体素子の検査方法を図1を参照にしながら説明する。図3は、本発明の実施例1に係る半導体検査装置を用いた半導体素子の検査方法を示すフローチャートである。 Next, a semiconductor element inspection method using the semiconductor inspection apparatus constructed as described above will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a semiconductor element inspection method using the semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図3に示すように、プローブカード10を所定の半導体素子40上に移動させる(S101)。このとき、半導体素子40のボンディングパッド45とプローブカード10の測定端子12及び導電体液供給ノズル14が対向するようにプローブカード10を移動させる。そして、導電体液供給ノズル14から導電体液50が供給されたとき、ボンディングパッド45と測定端子12と電気的に接続するように近づけておく。
As shown in FIG. 3, the
次に、導電体液供給装置30からプローブカード10の導電体液供給ノズル14に導電体液50を供給し、ボンディングパッド45上に導電体液50を供給する(S102)。これにより、プローブカード10の測定端子12は、導電体液50を介して、ボンディングパッド45と電気的に接続される。つまり、測定端子12はボンディングパッド45と接触することなく電気的に接続される。
Next, the
次に、測定コントローラ20を用いて、半導体素子40の電気的測定試験を行う(S103)。このとき、電気的測定試験は、冷却装置やヒータを用いることにより、半導体ウェハを冷却したり、加熱したりしながら、様々な温度条件で検査を行うことができる。
Next, an electrical measurement test of the
次に、所定の半導体素子40の電気的特性試験が終了すると、半導体ウェハ上の半導体素子40の電気的特性試験が終了したかどうか確認する(S104)。
Next, when the electrical characteristic test of the
このとき、まだ半導体ウェハ上に電気的特性試験を終えていない半導体素子40がある場合は、その半導体素子40の電気的特性試験を行い、ステップS101からステップS104のステップを繰り返す。
At this time, if there is a
すべての半導体ウェハ上の半導体素子40の電気的特性試験が終了すると、すべての半導体素子40のボンディングパッド45上に供給された導電体液50の除去を行う(S105)。
When the electrical characteristic test of the
以上より、一連の半導体検査装置の半導体素子40の検査は終了する。
Thus, the inspection of the
ここで、本発明の実施例1に係る半導体検査装置の半導体素子40の検査方法として、プローブカード10の測定端子12を半導体素子40のボンディングパッド45に近づけ、半導体素子40のボンディングパッド45上に導電体液50を供給し、半導体素子40とプローブカード10を電気的に接続させていたが、それ以外にも、測定端子12の先端に導電体液50を供給したあと、半導体素子40にプローブカード10を近づけ、半導体素子40とプローブカード10を導電体液50を介して電気的に接続させてもかまわない。
Here, as a method for inspecting the
以上より、本発明に係る半導体検査装置は、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。 As described above, since the semiconductor inspection apparatus according to the present invention can perform an electrical characteristic test without bringing the measurement terminal of the probe card into contact with the bonding pad, damage to the surface of the bonding pad can be reduced as much as possible. And since the rise in measurement resistance accompanying damage to the bonding pad surface can be reduced, the restriction on the number of times of electrical characteristic test can be eliminated.
図4に本発明の実施例2に係る半導体検査装置を概略的に示した断面図を示す。図5に本発明の実施例2に係る半導体検査装置の一部を示す斜視図を示す。 FIG. 4 is a sectional view schematically showing a semiconductor inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing a part of a semiconductor inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
本実施例の実施例1との違いは、実施例1では、図1に示すように、プローブカード10の測定端子12に隣接する位置に導電体液供給ノズル14が設けられ、プローブカード10の測定端子12ごとに導電体液供給ノズル14が設けられていたが、本実施例では、図4に示すように、プローブカード10の測定端子12に隣接しないプローブカード10の端部若しくは独立する形で導電体液供給ノズル14が設けられている。尚、その他の実施例1と同一の構成については、同一の符号を附して説明を省略する。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, as shown in FIG. 1, a conductor
また、図5に示すように、導電体液供給ノズル14は、プローブカード10の測定端子12が設けられている位置に対応するように、プローブカード10の端部若しくは独立する形で、図中の奥行き方向に一列に配置されている。ここで、導電体液供給ノズル14は、一列に限定されず、複数列有していてもよい。また、プローブカード10の測定端子12は、半導体素子40のボンディングパッド45のある場所に対応するように設けられている。
Further, as shown in FIG. 5, the conductor
半導体素子40の検査方法の実施例1との違いは、ステップS101を行った後、ステップS102で半導体素子40のボンディングパッド45上に、一列ずつ若しくは複数列ずつ導電体液50を供給していく。このとき、半導体素子40の中央部などのボンディングパッド45がない場所には、導電体液50は供給されず、ボンディングパッド45がある場所に選択的に導電体液50が供給されるように、導電体液供給装置30若しくは導電体液供給ノズル14が制御される。
The difference from the first embodiment of the method for inspecting the
そのあとのステップS103からS105については、実施例1と同じであるので説明を省略する。 Subsequent steps S103 to S105 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
以上のように構成される本実施例の半導体検査装置は、実施例1と同様、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。 Since the semiconductor inspection apparatus of the present embodiment configured as described above can perform an electrical characteristic test without bringing the measurement terminal of the probe card into contact with the bonding pad, similarly to the first embodiment, the surface of the bonding pad can be damaged. Can be reduced as much as possible. And since the rise in measurement resistance accompanying damage to the bonding pad surface can be reduced, the restriction on the number of times of electrical characteristic test can be eliminated.
また、本実施例の半導体検査装置は、導電体液供給ノズルをプローブカードの測定端子に隣接しない位置であるプローブカードの端部若しくは独立するように設けているので、導電体液供給ノズルの数を減らすことができ、半導体検査装置の製造コストを下げることができる。また、導電体液供給ノズルをプローブカードから独立した形で設けることにより、現状のプローブカードに導電体液供給機構を付加するだけで容易に本実施例の半導体検査装置を実現することできる。 Further, in the semiconductor inspection apparatus of this embodiment, the conductor liquid supply nozzle is provided at the end of the probe card that is not adjacent to the measurement terminal of the probe card or so as to be independent, so the number of conductor liquid supply nozzles is reduced. The manufacturing cost of the semiconductor inspection apparatus can be reduced. Further, by providing the conductor liquid supply nozzle independently from the probe card, it is possible to easily realize the semiconductor inspection apparatus of this embodiment simply by adding the conductor liquid supply mechanism to the current probe card.
図6は、本発明の実施例3に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view schematically showing a semiconductor inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
本実施例の実施例1との違いは、実施例1では、図1に示すように、プローブカード10の測定端子12及び導電体液供給ノズル14の位置を半導体素子40のボンディングパッドの位置に対応するように設けられていたが、本実施例では、図6に示すように、プローブカード10の測定端子12及び導電体液供給ノズル14を、例えば、ある所定のピッチで格子状に多数設けている。尚、その他の実施例1と同一の構成については、同一の符号を附して説明を省略する。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the positions of the
具体的には、本実施例では、図6に示すように、プローブカード10の測定端子12及び導電体液供給ノズル14を、半導体素子のボンディングパッド45のピッチと同じ間隔で格子状に配置し、測定端子12及び導電体液供給ノズル14の数を半導体素子40のボンディングパッド45の数よりも多く設けている。
Specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the
そのため、図3に示す半導体素子40の検査方法では、半導体素子40のボンディングパッド45上への導電体液50の供給(S102)は、ボンディングパッド45のある位置にだけ導電体液50が供給されるように、導電体液供給装置30若しくは導電体液供給ノズル14は制御される。
Therefore, in the method for inspecting the
また、上記したように測定端子12及び導電体液供給ノズル14は、ある所定のピッチで格子状に配列されているため、例えば、測定端子12及び導電体液供給ノズル14のピットよりも2倍広いボンディングパッド45のピッチを有する半導体素子40を検査する場合は、本実施例の半導体検査装置をそのまま用いて検査を行うことができる。つまり、ボンディングパッド45の位置に対応する導電体液供給ノズル14から導電体液50の供給を行い、測定端子12と電気的に接続することにより、ピッチの広い半導体素子40でも電気的特性試験を行うことができる。
Further, as described above, since the
ここで、測定端子12及び導電体液供給ノズル14のピッチを半導体素子40のボンディングパッド45と同じピッチと述べたが、測定端子12及び導電体液供給ノズル14のピッチ幅は、できる限り狭い方がよく、ある半導体素子40のボンディングパッド45のピッチ幅の1/n倍(n:整数)のピッチ幅を有することも可能である。また、測定端子12及び導電体液供給ノズル14の位置は、必ずしも格子状に限定されるわけではない。
Here, although the pitch of the
以上より本実施例に示す半導体検査装置は、実施例1と同様、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。 As described above, since the semiconductor inspection apparatus shown in the present embodiment can perform the electrical characteristic test without bringing the measurement terminal of the probe card into contact with the bonding pad, as in the first embodiment, the surface damage of the bonding pad can be reduced as much as possible. Can do. And since the rise in measurement resistance accompanying damage to the bonding pad surface can be reduced, the restriction on the number of times of electrical characteristic test can be eliminated.
また、プローブカードの測定端子及び導電体液供給ノズルを所定の間隔で格子状に多数配列することにより、様々なピッチの半導体素子を電気的特性試験することができる。そのため、これまで、半導体素子ごとに必要であったプローブカードを用意する必要が無く、半導体素子の検査コストを低減することができる。 In addition, by arranging a large number of measurement terminals and conductor liquid supply nozzles of the probe card in a grid pattern at predetermined intervals, it is possible to test electrical characteristics of semiconductor elements having various pitches. Therefore, it is not necessary to prepare a probe card that has been necessary for each semiconductor element so far, and the inspection cost of the semiconductor element can be reduced.
図7は、本発明の実施例4に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view schematically showing a semiconductor inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
本実施例の実施例2との違いは、実施例2では、図4に示すように、プローブカード10の測定端子12及び導電体液供給ノズル14の位置を半導体素子40のボンディングパッドの位置に対応するように設けられていたが、本実施例では、図7に示すように、プローブカード10の測定端子12を、例えば、ある所定のピッチで格子状に多数設け、導電体液供給ノズル14を測定端子12と同じピッチで、図中の奥行き方向に一列又は複数列設けている。尚、その他の実施例と同一の構成については、同一の符号を附して説明を省略する。
The difference between the present embodiment and the second embodiment is that, in the second embodiment, the positions of the
本実施例のプローブカード10の測定端子12及び導電体液供給ノズル14の配置や半導体検査方法については、上記各実施例と同様であるので説明は省略する。
The arrangement of the
以上より本実施例に示す半導体検査装置は、実施例1と同様、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。 As described above, since the semiconductor inspection apparatus shown in the present embodiment can perform the electrical characteristic test without bringing the measurement terminal of the probe card into contact with the bonding pad, as in the first embodiment, the surface damage of the bonding pad can be reduced as much as possible. Can do. And since the rise in measurement resistance accompanying damage to the bonding pad surface can be reduced, the restriction on the number of times of electrical characteristic test can be eliminated.
また、本実施例の半導体検査装置は、導電体液供給ノズルをプローブカードの測定端子に隣接しない位置であるプローブカードの端部若しくは独立するように設けているので、導電体液供給ノズルの数を減らすことができ、半導体検査装置の製造コストを下げることができる。また、導電体液供給ノズルをプローブカードから独立した形で設けることにより、現状のプローブカードに導電体液供給機構を付加するだけで容易に本実施例の半導体検査装置を実現することできる。 Further, in the semiconductor inspection apparatus of this embodiment, the conductor liquid supply nozzle is provided at the end of the probe card that is not adjacent to the measurement terminal of the probe card or so as to be independent, so the number of conductor liquid supply nozzles is reduced. The manufacturing cost of the semiconductor inspection apparatus can be reduced. Further, by providing the conductor liquid supply nozzle in a form independent of the probe card, the semiconductor inspection apparatus of this embodiment can be easily realized simply by adding the conductor liquid supply mechanism to the current probe card.
また、プローブカードの測定端子及び導電体液供給ノズルを所定の間隔で格子状に多数配列することにより、様々なピッチの半導体素子を電気的特性試験することができる。そのため、これまで、半導体素子ごとに必要であったプローブカードを用意する必要が無く、半導体素子の検査コストを低減することができる。 In addition, by arranging a large number of measurement terminals and conductor liquid supply nozzles of the probe card in a grid pattern at predetermined intervals, it is possible to test electrical characteristics of semiconductor elements having various pitches. Therefore, it is not necessary to prepare a probe card that has been necessary for each semiconductor element so far, and the inspection cost of the semiconductor element can be reduced.
なお、本発明は、上述したような各実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
10 プローブカード
12 測定端子
14 導電体液供給ノズル
20 測定コントローラ
30 導電体液供給装置
40 半導体素子
45 ボンディングパッド
50 導電体液
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電極と電気的接続を行う測定端子を有するプローブカードと、
前記電極上若しくは前記測定端子端部に導電体液を供給する導電体液供給手段と、
前記電極に前記測定端子端部を前記導電体液を介して電気的に接続し、前記測定端子を用いて、前記半導体素子の特性検査を行う半導体検査手段と、
を備えることを特徴とする半導体検査装置。 A semiconductor inspection apparatus for a semiconductor element having a plurality of electrodes,
A probe card having a measurement terminal for electrical connection with the electrode;
A conductor liquid supply means for supplying a conductor liquid on the electrode or the measurement terminal end;
Semiconductor inspection means for electrically connecting the end of the measurement terminal to the electrode via the conductor liquid, and performing characteristic inspection of the semiconductor element using the measurement terminal;
A semiconductor inspection apparatus comprising:
前記導電体供給ノズルは、前記測定端子に隣接するように設けられることを特徴とする請求項1記載の半導体検査装置。 The conductor liquid supply means has a conductor supply nozzle for supplying the conductor liquid on the electrode or the measurement terminal end,
The semiconductor inspection apparatus according to claim 1, wherein the conductor supply nozzle is provided adjacent to the measurement terminal.
前記電極を前記導電体液を介して前記測定端子端部と電気的に接続させる工程と、
前記導電体液に前記測定端子端部を接触させた状態で前記半導体素子の特性を検査する工程と、
前記電極上から前記導電体液を除去する工程と、
を備えることを特徴とする半導体検査方法。 Supplying a conductive liquid on the electrode of the semiconductor element or the measurement terminal end; and
Electrically connecting the electrode to the end of the measurement terminal via the conductor liquid;
Inspecting the characteristics of the semiconductor element in a state where the end of the measurement terminal is in contact with the conductor liquid;
Removing the conductive liquid from the electrode;
A semiconductor inspection method comprising:
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