JP2008172045A

JP2008172045A - 半導体装置の検査方法および接触抵抗測定回路

Info

Publication number: JP2008172045A
Application number: JP2007004057A
Authority: JP
Inventors: Naoki Izeki; 直樹井関; Tomonori Omoto; 智紀大元; Masanori Kitayama; 真紀北山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】半導体集積回路の検査工程において、測定時のプローブピンの接触抵抗の上昇による測定異常を容易にかつ短時間で測定する。
【解決手段】接触抵抗測定回路を用いてプローブピン１９，２０の針先に定電圧を印加して流れる電流あるいは電圧の値を測定し、この電流値と電圧値とから該針先の接触抵抗値を算出し、この接触抵抗測定回路により測定された抵抗値が所定値より高い場合にプローブピンの針先を研磨する。接触抵抗測定回路は、半導体ウエハの一部あるいは、テスタ内部に、プローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せず測定できる形状の針当て専用領域１１〜１４を有する。これにより、正確にかつ短時間で接触抵抗を測定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハに形成された半導体集積回路の検査を行うための検査治具の異常を容易にかつ早期に検出を目的とした検査治具測定回路についての半導体装置の検査方法および接触抵抗測定回路に関するものである。

従来の半導体集積回路の検査工程において、ウエハ状態での半導体集積回路の検査をするためには、各半導体集積回路に直接プローブカード用プローブピン（以下「プローブピン」）を針当てし、電流・電圧を印加し検査を実施しているが、複数の半導体集積回路の検査時に、繰り返し針当て通電が行われていくにつれて、プローブピンの針先に付着した不純物（ごみ）が、摩擦熱や接触抵抗による発熱による温度上昇で酸化し、また半導体集積回路に蒸着されているアルミニウムと反応した酸化アルミニウムがプローブピンの先端に付着しプローブピンの接触抵抗が増加し導電性が低下にするため、ウエハ状態での半導体集積回路の検査に支障をきたす現象が発生している。

特に近年の半導体集積回路のチップ面積の縮小化にともなう針当て可能な部分のサイズ縮小の影響から、プローブピンの直径は極めて細い線材で形成する必要があり、針先の不純物の付着に起因する検査不安定は頻繁に発生している。
特開２００４−２８８９２８号公報（第９頁第５図）

プローブピンの針先部の不純物を取り除くためには、数百〜数千半導体集積回路の検査毎に針先部分の研磨を実施が必要であるが、針先の接触抵抗の増加を容易にかつ早急に確認することは困難なため、研磨頻度は必ずしも最適な設定頻度ではなく、実際に接触抵抗が増加により研磨が必須となる時期よりも、早め早めに実施する傾向があり、結果、研磨回数増加によるプローブカードへの磨耗が早まるという課題を有している。また、針先の研磨工程中はウエハ状態での半導体集積回路の検査を中断されるため、研磨回数の増加による検査効率の悪化という課題を有している。また、プローブピンの針先抵抗の接触抵抗の確認においても、プローブピンの針先位置やプローブピンの数は品種毎に異なるため、接触抵抗の測定精度にばらつきや針先抵抗値測定に時間がかかるという課題も有している。

したがって、本発明の目的は、上記課題を解決することであり、プローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せずに、測定時のプローブピンの接触抵抗の上昇による測定異常を容易にかつ短時間で測定できる半導体装置の検査方法および接触抵抗測定回路を提供することである。

上記課題を解決するために、第１の発明の半導体装置の検査方法は、半導体ウエハに形成された半導体集積回路にプローブピンを当接させて電気的特性試験を行う半導体装置の検査方法であって、プローブピンの針先に定電圧を印加して流れる電流あるいは電圧の値を測定し、電流値と電圧値とからプローブピンの針先の接触抵抗を算出することができる接触抵抗測定回路を用いて、プローブピンの針先の接触抵抗を測定し、その測定結果が所定値より高いときにプローブピンの針先を研磨することを特徴とする。

この構成によれば、プローブピンの針先を最適な研磨頻度で研磨するためプローブピンの減りを少なくすることができ、プローブピンを有するプローブカードの寿命を延ばすことが可能となる。また電気的特性試験時にプローブピンの針先における正確な接触抵抗値を把握することができるため、プローブピンの接触抵抗が常に正常な状態で測定できる。

第２の発明の半導体装置の検査方法は、第１の発明の半導体装置の検査方法において、電気的特性試験を行うテスタに、プローブピンを有するプローブカードをセットした状態で、半導体ウエハの一部あるいはテスタ内に設置した接触抵抗測定回路を用いて、プローブピンの針先の接触抵抗を測定する。

この構成によれば、半導体集積回路の電気的特性を測定する途中で、プローブピンの接触抵抗をテスタにプローブカードにセットしたままで任意の頻度で確認することができる。

第３の発明の接触抵抗測定回路は、第１の発明の半導体装置の検査方法に用いられる接触抵抗測定回路であって、半導体ウエハの一部に、プローブピンの針先が接触して接触抵抗を測定できる針当て専用領域を有し、かつ針当て専用領域はプローブビンの針先位置またはプローブピンの数に差異があっても接触可能な形状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、プローブピンの接触抵抗値測定をプローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せずに半導体ウエハの一部にある接触抵抗測定回路を用いて行うことができる。このため、プローブピンの接触抵抗を容易かつ短時間で確認できるため、半導体装置の検査効率の低下を抑制することができる。この場合、テスタ内部に接触抵抗測定回路を準備する必要なく、プローブピンの針先の抵抗の確認が可能となる。

第４の発明の接触抵抗測定回路は、第１の発明の半導体装置の検査方法に用いられる接触抵抗測定回路であって、半導体ウエハに電気的特性試験を行うテスタ内部に、プローブピンの針先が接触して接触抵抗を測定できる針当て専用領域を有し、かつ針当て専用領域はプローブビンの針先位置またはプローブピンの数に差異があっても接触可能な形状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、プローブピンの接触抵抗値測定をプローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せずにテスタ内部の接触抵抗測定回路を用いて行うことができる。このため、プローブピンの接触抵抗を容易かつ短時間で確認できるため、半導体装置の検査効率の低下を抑制することができる。この場合、プローブカードの複数品種でテスタの接触抵抗測定回路を汎用的に使用することができる。

本発明の半導体装置の検査方法によれば、プローブピンの針先の接触抵抗を接触抵抗測定回路により測定し、その測定結果が、ある抵抗値より高い場合のみ該針先を研磨手段で研磨し、このプローブピンで半導体ウエハに電気的特性試験を行うため、最適な研磨頻度で研磨するためプローブピンの減りを少なくすることができ、プローブカードの寿命を延ばすことが可能となる。また、電気的特性試験時にプローブピンの針先における正確な接触抵抗値を把握することができため、プローブピンの接触抵抗が常に正常な状態で測定できる。また、プローブピンの接触抵抗値測定をプローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せずにテスタあるいは半導体ウエハの一部の接触抵抗測定回路を用いて容易かつ短時間で確認できるため、半導体測定装置の稼働率低下を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態の半導体装置の検査方法におけるプローブピンの針先異常の検出方法について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態のプローブピンの針先異常の検出時に用いる接触抵抗測定専用回路を示す。

この半導体装置の検査方法は、プローブピンを有するプローブカードをテスタにセットした状態で、半導体ウエハに形成された半導体集積回路にプローブピンを当接させて電気的特性試験を行う。この際、プローブピンの針先に定電圧を印加して流れる電流あるいは電圧の値を測定し、電流値と電圧値とからプローブピンの針先の接触抵抗を算出することができる接触抵抗測定回路１０を用いて、プローブピンの針先の接触抵抗を測定し、その測定結果が所定値より高いときにプローブピンの針先を研磨する。

この場合、接触抵抗測定回路１０は、針当て専用領域１１,１２,１３,１４と、針当て専用領域の接続部１５,１６,１７,１８とで構成する。針当て専用領域１１,１２,１３,１４は、図１で示されるような三角形の形状をとることで針先位置の座標やプローブピン数に依存せず針当てが可能となる。また、針当て専用領域１１,１２,１３,１４は通電性の高い物質を用いて構成し、針当て専用領域の接続部１５,１６,１７,１８は、ある一定の抵抗値を持った物質にて構成する接触抵抗測定専用回路である。なお、既存の拡散プロセスでの展開を容易にするために、針当て専用領域の材質は、一般的な品種で用いられているＡＬ（アルミ）、針当て専用領域の接続部には、一般的に抵抗として用いるＰＳ（ポリシリコン）があげられるが、同様の機能が果たせる材質であればよい。

この接触抵抗測定専用回路１０は、半導体ウエハ上の一部、あるいはテスタ内に設置してあり、ウエハ検査時に事前に設定された頻度にて、プローブピンを接触抵抗測定専用回路１０に針当てを実施する。次に、プローブピン１９とプローブピン２０との間にテスタから電流あるいは電圧を印加し、各該当ピン間の抵抗を測定する。つぎに測定値が、あらかじめ接触抵抗測定専用回路１０に配置している抵抗値と比較を実施する。プローブピンに異常がない場合は、プローブピン１９とプローブピン２０間の抵抗値は針当て専用領域の接続部１５,１６,１７,１８の合成抵抗の値となる。比較値に問題がない場合は、つぎにプローブピン２０とプローブピン２１との間にテスタから電流あるいは電圧を印加し、各該当ピン間の抵抗を測定し、プローブピン間の抵抗測定を順次繰り返す。この測定時に抵抗値に異常があると判定された場合のみ、プローブピンを研磨し、このコンタクト抵抗の測定値がすべて問題ないときは、半導体集積回路の電気検査を引き続き続ける。

この実施の形態においては、半導体ウェハープローバにプローブピンの針先位置やプローブピン数に関わらず用いることの出来る接触抵抗測定用回路を設けることにより、半導体集積回路の電気的特性を測定する途中で測定用プローブピンの接触抵抗をテスタにプローブカードをセットしたままで任意の頻度で確認することができ、プローブピンの接触抵抗の上昇による半導体チップの電気的特性の測定異常を未然に防止することが可能となる。また、プローブピンの研磨を実施する前に接触抵抗の確認を行い、研磨の必要性を確認できるため、プローブピンの研磨の回数を抑制でき、プローブピンの寿命を延ばすことが可能となる。

また、接触抵抗測定回路はプローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せず用いることができるためテスタに内蔵することで、複数品種で汎用的に使用することが出来る。また、接触抵抗測定回路を半導体ウエハの一部に内蔵することで、別途、テスタ内部に接触抵抗測定回路を準備する必要なく、プローブピンの針先の抵抗の確認が可能となる。

なお、接触抵抗測定回路の針当て専用領域は、プローブビンの針先位置およびプローブピンの数に差異があっても接触可能な形状であればよい。

本発明に係る半導体装置の検査方法は、半導体ウエハに電気的特性試験を行うための半導体測定装置であって、接触抵抗測定回路を用いることでプローブピンの針先位置やプローブピンの数に依存せずプローブピンの針先に定電圧を印加して流れる電流の値を測定し、この電流値と電圧値とから該針先の接触抵抗値を算出する接触抵抗測定回路と、この接触抵抗測定回路により測定された抵抗値が所定値より高い場合にプローブピンの針先のみ研磨を実施することで、プローブピンの接触抵抗が常に正常な状態で測定できるという効果を有し、半導体集積回路の検査工程において有用である。

本発明の実施形態における接触抵抗測定回路の回路構成図である。

符号の説明

１０接触抵抗測定専用回路
１１接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域
１２接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域
１３接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域
１４接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域
１５接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域の接続部
１６接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域の接続部
１７接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域の接続部
１８接触抵抗測定専用回路の針当て専用領域の接続部
１９プローブピン
２０プローブピン
２１プローブピン

Claims

半導体ウエハに形成された半導体集積回路にプローブピンを当接させて電気的特性試験を行う半導体装置の検査方法であって、
前記プローブピンの針先に定電圧を印加して流れる電流あるいは電圧の値を測定し、前記電流値と電圧値とから前記プローブピンの針先の接触抵抗を算出することができる接触抵抗測定回路を用いて、前記プローブピンの針先の接触抵抗を測定し、その測定結果が所定値より高いときにプローブピンの針先を研磨することを特徴とする半導体装置の検査方法。
前記電気的特性試験を行うテスタに、前記プローブピンを有するプローブカードをセットした状態で、前記半導体ウエハの一部あるいは前記テスタ内に設置した前記接触抵抗測定回路を用いて、前記プローブピンの針先の接触抵抗を測定する請求項１記載の半導体装置の検査方法。
請求項１記載の半導体装置の検査方法に用いられる接触抵抗測定回路であって、半導体ウエハの一部に、プローブピンの針先が接触して接触抵抗を測定できる針当て専用領域を有し、かつ前記針当て専用領域は前記プローブビンの針先位置またはプローブピンの数に差異があっても接触可能な形状に形成されていることを特徴とする接触抵抗測定回路。
請求項１記載の半導体装置の検査方法に用いられる接触抵抗測定回路であって、半導体ウエハに電気的特性試験を行うテスタ内部に、プローブピンの針先が接触して接触抵抗を測定できる針当て専用領域を有し、かつ前記針当て専用領域は前記プローブビンの針先位置またはプローブピンの数に差異があっても接触可能な形状に形成されていることを特徴とする接触抵抗測定回路。