JP2008028251A - Apparatus for inspecting semiconductor device - Google Patents

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Kenji Emura
憲二 江村
Hiroyoshi Kitamura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for inspecting a semiconductor device which can suppress a voltage drop to a minimum, and can supply a correct voltage. <P>SOLUTION: The apparatus includes a wafer stage 1; a power supply device 3 for setting a potential of the wafer stage 1; a force line 4 for connecting the power supply device 3 to the wafer stage 1; a plurality of pins 5 serving as a sense disposed at a predetermined position of the wafer stage 1; a plurality of sense lines 6 connected to the plurality of pins 5, respectively; and a changeover switch 7 which is provided between the sense line 6 and the power supply device 3, selects one pin from the pins 5, and connects the sense line 6 corresponding to the selected pin 5 to the power supply device 3. A potential is controlled at a position of the selected pin 5. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体デバイス検査装置に関するもので、特にデバイスを検査する際の半導体ウエハの裏面における電位を制御する装置の改良に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device inspection apparatus, and more particularly to an improvement in an apparatus for controlling a potential on the back surface of a semiconductor wafer when a device is inspected.

従来、パワーデバイスのように、ウエハの裏面が各チップの共通電極となっている半導体ウエハの裏面の電位、すなわちウエハステージの電位を制御するためには、図5(a)に示すように、電源装置20のフォース端子22とセンス端子23の接続点をウエハステージ21の端部の一点Aに接続し、フォース端子22によって与えられる接続点の電位を、センス端子23から電源装置20にフィードバックすることにより、フォース端子22によって与えられる電位が所定の値となるように電源装置20が制御されている。   Conventionally, as in a power device, in order to control the potential of the back surface of a semiconductor wafer in which the back surface of the wafer is a common electrode of each chip, that is, the potential of the wafer stage, as shown in FIG. The connection point between the force terminal 22 and the sense terminal 23 of the power supply device 20 is connected to one point A at the end of the wafer stage 21, and the potential at the connection point given by the force terminal 22 is fed back from the sense terminal 23 to the power supply device 20. Thus, the power supply device 20 is controlled so that the potential applied by the force terminal 22 becomes a predetermined value.

これを電気回路として示すと図5(b)のようになる。電源装置20は、図5(b)に示すように、例えば差動増幅器であって、接続点Aにおける電位を任意に調節できるように構成されている。   If this is shown as an electric circuit, it will become like FIG.5 (b). As shown in FIG. 5B, the power supply device 20 is a differential amplifier, for example, and is configured so that the potential at the connection point A can be arbitrarily adjusted.

しかし、半導体ウエハの大型化に伴ってウエハステージが大型になり、そのため、検査対象のデバイスの位置(DUT点)を変化させる度に、接続点から検査対象のデバイス位置(DUT点)までの距離が変化し、接続点AからDUT点迄の距離に応じた配線抵抗によって電圧降下が生じ、そのため、デバイスを検査する際のDUT点における半導体ウエハの裏面の電位を正確に制御できないという問題があった。   However, as the size of the semiconductor wafer increases, the wafer stage becomes larger. Therefore, every time the position of the device to be inspected (DUT point) is changed, the distance from the connection point to the device position of the inspection target (DUT point). Changes, and a voltage drop occurs due to the wiring resistance according to the distance from the connection point A to the DUT point. Therefore, there is a problem that the potential of the back surface of the semiconductor wafer at the DUT point when the device is inspected cannot be controlled accurately. It was.

本発明は、上述の問題点を解消するために、検査対象となるデバイスの位置に応じた電位を検出して、その位置での電位が所定値となるように正確に制御できる半導体デバイス検査装置を提供することを目的とするものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention detects a potential corresponding to the position of a device to be inspected and can accurately control the potential at that position to be a predetermined value. Is intended to provide.

本発明の半導体デバイス検査装置は、ウエハステージ、および前記ウエハステージの電位を設定するための電源装置、前記電源装置と前記ウエハステージを接続するフォースライン、前記ウエハステージの所定位置に配置されたセンスとなる複数のピン、前記複数のピンのそれぞれに接続された複数のセンスライン、および前記センスラインと前記電源装置との間に設けられ、前記ピンのうちから1つのピンを選択して、選択した前記ピンに対応する前記センスラインを前記電源装置に接続する切替えスイッチを備え、選択した前記ピンの位置における電位を制御するようにしたことを特徴とする。 A semiconductor device inspection apparatus according to the present invention includes a wafer stage, a power supply device for setting a potential of the wafer stage, a force line connecting the power supply device and the wafer stage, and a sense disposed at a predetermined position of the wafer stage. A plurality of pins, a plurality of sense lines connected to each of the plurality of pins, and provided between the sense line and the power supply device, selecting one of the pins and selecting A change-over switch for connecting the sense line corresponding to the pin to the power supply device is provided, and the potential at the position of the selected pin is controlled.

また、前記切替えスイッチの操作を、検査対象の位置情報を参照して、検査対象に近い前記ピンを選択して行う切替え制御装置を備えることが好ましい。   In addition, it is preferable to provide a switching control device that performs the operation of the changeover switch by selecting the pin close to the inspection target with reference to the position information of the inspection target.

本発明の半導体デバイス検査装置は、ウエハステージ、および前記ウエハステージの電位を設定するための電源装置、前記電源装置と前記ウエハステージを接続するフォースライン、前記ウエハステージの所定位置に配置されたセンスとなる複数のピン、前記複数のピンのそれぞれに接続された複数のセンスライン、および前記センスラインと前記電源装置との間に設けられ、前記ピンのうちから1つのピンを選択して、選択した前記ピンに対応する前記センスラインを前記電源装置に接続する切替えスイッチを備え、選択した前記ピンの位置における電位を制御するようにしたことにより、電圧ドロップの補正ができ、半導体ウエハの裏面における電位を正確に制御することができる。 A semiconductor device inspection apparatus according to the present invention includes a wafer stage, a power supply device for setting a potential of the wafer stage, a force line connecting the power supply device and the wafer stage, and a sense disposed at a predetermined position of the wafer stage. A plurality of pins, a plurality of sense lines connected to each of the plurality of pins, and provided between the sense line and the power supply device, selecting one of the pins and selecting By providing a changeover switch for connecting the sense line corresponding to the pin to the power supply device, and by controlling the potential at the position of the selected pin, it is possible to correct the voltage drop, on the back surface of the semiconductor wafer The potential can be accurately controlled.

また、前記切替えスイッチの操作を、検査対象の位置情報を参照して、検査対象に近い前記ピンを選択して行う切替え制御装置を備えることにより、検査の進行状況に合わせて適切なピンを選択することが可能となり、電圧ドロップの補正をより効果的に行うことができ、より正確な電位の制御が可能となる。   In addition, by selecting a pin that is close to the inspection object by referring to the position information of the inspection object, and selecting the appropriate pin according to the progress of the inspection. Therefore, the voltage drop can be corrected more effectively, and the potential can be controlled more accurately.

本発明について図を用いて以下に詳細に説明する。図1は、本発明の半導体デバイス検査装置1の概略構成図である。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor device inspection apparatus 1 according to the present invention.

図1に示すように本発明の半導体デバイス検査装置1は、半導体ウエハ10をセットするためのウエハステージ2、および前記ウエハステージ2の電位を設定するための電源装置3、前記電源装置3と前記ウエハステージ2を接続するフォースライン4、前記ウエハステージ2の所定位置に配置されたセンスとなる複数のピン5、前記複数のピン5にそれぞれ接続された複数のセンスライン6、および前記センスライン6と前記電源装置3との間に設けられ、前記ピン5から1つのピン5を選択して、選択した前記ピン5に対応する前記センスライン6を前記電源装置3に接続する切替えスイッチ7を備える。   As shown in FIG. 1, a semiconductor device inspection apparatus 1 of the present invention includes a wafer stage 2 for setting a semiconductor wafer 10, a power supply device 3 for setting the potential of the wafer stage 2, the power supply device 3 and the A force line 4 that connects the wafer stage 2, a plurality of pins 5 that are arranged at predetermined positions on the wafer stage 2, a plurality of sense lines 6 that are respectively connected to the plurality of pins 5, and the sense line 6 And a selector switch 7 for selecting one pin 5 from the pins 5 and connecting the sense line 6 corresponding to the selected pin 5 to the power supply device 3. .

前記ウエハステージ2は、前記フォースライン4と接続されて全体がフォースとされる。そして、前記複数のピン5から検査対象となる半導体デバイスのチップに近いピン5を一つ選択し、前記切替えスイッチ7により前記ピン5に接続されたセンスライン6を前記電源装置3と接続し、前記1つのピン5がセンスとされる。これにより、半導体ウエハ10の裏面側(コレクタ)において1個のフォース・センス接続点が生じ、半導体ウエハの裏面の電位の制御が行われる。 The wafer stage 2 is connected to the force line 4 to make a force as a whole. Then, one pin 5 close to the chip of the semiconductor device to be inspected is selected from the plurality of pins 5, and the sense line 6 connected to the pin 5 by the changeover switch 7 is connected to the power supply device 3, The one pin 5 is set as a sense. As a result, one force-sense connection point is generated on the back surface side (collector) of the semiconductor wafer 10, and the potential of the back surface of the semiconductor wafer is controlled.

上述の構成を回路図で示すと図3のようになる。図3に示すようにフォース・センス接続点9はスポットとなり、前記フォース・センス接続点は、切替えスイッチ7により、検査の進行に応じて切替えられる。この時、検査対象となるデバイスの位置情報を参照して、適切な切り替えを行う。 A circuit diagram of the above configuration is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the force-sense connection point 9 becomes a spot, and the force-sense connection point is switched by the changeover switch 7 according to the progress of the inspection. At this time, referring to the position information of the device to be inspected, appropriate switching is performed.

すなわち、フォース・センス接続点の適切な切り替えを行うために、図1に示すように切替え制御装置8を本発明の半導体デバイス検査装置1に備える。この切替え制御装置8は、検査対象となる半導体デバイスの位置情報を参照し、複数のピン5からどの場所のピン5を選択すればよいかを判断し、その結果を基に、切替えスイッチ7により、選択されたピン5に接続されたセンスライン6と電源装置3との接続へと切替える。 That is, in order to appropriately switch the force-sense connection point, the switching control device 8 is provided in the semiconductor device inspection device 1 of the present invention as shown in FIG. The switching control device 8 refers to the position information of the semiconductor device to be inspected, determines which pin 5 should be selected from the plurality of pins 5, and based on the result, switches the switch 7. Then, the connection is switched between the sense line 6 connected to the selected pin 5 and the power supply device 3.

前記ウエハステージ2は導電体であり、前記ピン5も導電体であるが、ウエハステージ2とピン5は絶縁体を介することにより互いに絶縁されて、図2に示すように配置されている。前記ピン5の構造としては、ポゴピンのようなスプリングピン、あるいはウエハステージ2と面一のピンなどを用いることができる。 The wafer stage 2 is a conductor and the pin 5 is also a conductor. However, the wafer stage 2 and the pin 5 are insulated from each other through an insulator and are arranged as shown in FIG. As the structure of the pin 5, a spring pin such as a pogo pin or a pin flush with the wafer stage 2 can be used.

前記ピン5の配置は、検査対象の半導体デバイスの種類に応じて適切に配置されることが好ましい。前記ピン5は、半導体ウエハ10における半導体デバイスのチップ数や配置状況に対応して配置されるが、2チップを一つの領域として、ウエハステージ上に複数の領域を設定し、各領域に1本ずつピンを配置したり、あるいは4チップで一つの領域として、各領域に1本ずつピンを配置することが可能である。 It is preferable that the pins 5 are appropriately arranged according to the type of semiconductor device to be inspected. The pins 5 are arranged in accordance with the number of semiconductor devices and the arrangement state of the semiconductor device on the semiconductor wafer 10. Two pins are set as one area, a plurality of areas are set on the wafer stage, and one pin is provided in each area. It is possible to arrange pins one by one, or to arrange one pin in each area as one area with four chips.

このように、従来であれば、半導体ウエハ10の全てのデバイスに対して1つのセンスで対応していたのが、例えば2チップに一つあるいは4チップに一つといった領域をウエハステージ上に複数設定し、各領域に1本ずつピン5を配置し、適切なピン5を選択して電源装置3との接続を切替えスイッチ7により切替えることにより、より検査対象のデバイスに近い位置に、フォース・センス接続点を設けることが可能となり、電圧ドロップによる設定誤差を最小限に抑えることができる。そして、正確に電位を制御することが可能となる。 Thus, in the past, all the devices on the semiconductor wafer 10 were handled with one sense, but for example, a plurality of areas such as one in two chips or one in four chips are arranged on the wafer stage. By setting, placing one pin 5 in each area, selecting the appropriate pin 5 and switching the connection with the power supply device 3 with the changeover switch 7, the force A sense connection point can be provided, and a setting error due to a voltage drop can be minimized. And it becomes possible to control an electric potential correctly.

図4に示す本発明の半導体デバイス検査装置1における切替え制御装置8および切替えスイッチ7のシステムを説明する。まず初めに、切替え制御装置8は、半導体ウエハ10の検査を行うプローブカード11を備えるプローバーから検査対象となるデバイスの位置情報(アドレスX,Y)を入手する。そして、予めデータとして入力されているピン5の位置テーブルを参照し、前記被検査デバイスの位置情報と対比させる。   A system of the switching control device 8 and the changeover switch 7 in the semiconductor device inspection apparatus 1 of the present invention shown in FIG. 4 will be described. First, the switching control device 8 obtains position information (address X, Y) of a device to be inspected from a prober provided with a probe card 11 that inspects the semiconductor wafer 10. Then, the position table of the pin 5 previously input as data is referred to and compared with the position information of the device to be inspected.

その結果、複数のピン5の中から、どのピン5が検査対象デバイスと近いかを判断し、選択されたピン5に接続されたセンスライン6に切替えるように、切替えスイッチ7に伝達する。そして、切り替えスイッチ7により、選択された前記ピン5に接続された前記センスライン6と電源装置3との接続に切替える。 As a result, it is determined which pin 5 is close to the device to be inspected from among the plurality of pins 5, and this is transmitted to the changeover switch 7 so as to switch to the sense line 6 connected to the selected pin 5. Then, the selector switch 7 switches the connection between the sense line 6 connected to the selected pin 5 and the power supply device 3.

検査の進行に合わせて、上述の過程を繰り返し行い、全てのデバイスの検査を行うことにより、絶えず、検査中のデバイスに近い位置にフォース・センス接続点を設けることが可能となる。したがって、半導体デバイスとフォース・センス接続点までの配線抵抗を小さくすることができ、電圧ドロップの補正が可能となるので、半導体デバイスの位置に関係なく、適切な電位制御を実現できる。 By repeating the above-described process in accordance with the progress of the inspection and inspecting all the devices, it is possible to continuously provide a force-sense connection point at a position close to the device under inspection. Therefore, the wiring resistance between the semiconductor device and the force-sense connection point can be reduced, and voltage drop can be corrected. Therefore, appropriate potential control can be realized regardless of the position of the semiconductor device.

本発明の半導体デバイス検査装置の概略構成図。The schematic block diagram of the semiconductor device inspection apparatus of this invention. 複数のピンが配置されたウエハステージの平面図。The top view of the wafer stage by which the some pin is arrange | positioned. 本発明の半導体デバイス検査装置の概略回路図。1 is a schematic circuit diagram of a semiconductor device inspection apparatus of the present invention. 切替え制御装置および切替えスイッチのシステム図。The system diagram of a change control device and a change switch. (a)は、従来の半導体デバイス検査装置の概略構成図、(b)は従来の半導体デバイス検査装置の電気回路図。(A) is a schematic block diagram of the conventional semiconductor device inspection apparatus, (b) is an electric circuit diagram of the conventional semiconductor device inspection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体デバイス検査装置
2 ウエハステージ
3 電源装置
4 フォースライン
5 ピン
6 センスライン
7 切替えスイッチ
8 切替え制御装置
9 フォース・センス接続点
10 半導体ウエハ
11 プローブカード
20 電源装置
21 ウエハステージ
22 フォース端子
23 センス端子

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device inspection apparatus 2 Wafer stage 3 Power supply apparatus 4 Force line 5 Pin 6 Sense line 7 Changeover switch 8 Change control apparatus 9 Force sense connection point 10 Semiconductor wafer 11 Probe card 20 Power supply apparatus 21 Wafer stage 22 Force terminal 23 Sense terminal

Claims (2)

ウエハステージ、および前記ウエハステージの電位を設定するための電源装置、前記電源装置と前記ウエハステージを接続するフォースライン、前記ウエハステージの所定位置に配置されたセンスとなる複数のピン、前記複数のピンのそれぞれに接続された複数のセンスライン、および前記センスラインと前記電源装置との間に設けられ、前記ピンのうちから1つのピンを選択して、選択した前記ピンに対応する前記センスラインを前記電源装置に接続する切替えスイッチを備え、選択した前記ピンの位置における電位を制御するようにしたことを特徴とする半導体デバイス検査装置。 A wafer stage, a power supply device for setting the potential of the wafer stage, a force line connecting the power supply device and the wafer stage, a plurality of pins serving as senses arranged at predetermined positions of the wafer stage, the plurality of the plurality of pins A plurality of sense lines connected to each of the pins, and the sense line corresponding to the selected pin is selected between the sense line and the power supply device by selecting one of the pins A semiconductor device inspection apparatus comprising a changeover switch for connecting a power supply device to the power supply device, and controlling a potential at a position of the selected pin. 前記切替えスイッチの操作を、検査対象の位置情報を参照して、検査対象に近い前記ピンを選択して行う切替え制御装置を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイス検査装置。

The semiconductor device inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a switching control device that performs an operation of the changeover switch by selecting the pin close to the inspection target with reference to position information of the inspection target.

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