JP2012023157A - プローバー及びプロービング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッド下の配線及び素子へのダメージを低減できるとともに、コスト増加、及び処理の複雑化を抑制する。
【解決手段】本発明に係るプローバー１は、単一の検査対象ウェハに対して複数回のプロービングを行なうプローバー１であって、検査対象ウェハにプロービングが行われた回数であるコンタクト回数１０４を記憶するコンタクト回数記憶部２と、コンタクト回数１０４の値に対応付けられた、互いに異なる複数のプローブターゲット位置を示すターゲット位置規則１１０を記憶するターゲット位置規則記憶部３と、ターゲット位置規則１１０において、コンタクト回数記憶部２に記憶されているコンタクト回数１０４に対応付けられているプローブターゲット位置を、検査対象ウェハに対する次回のプロービングに使用する使用プローブターゲット位置に決定するターゲット位置決定部４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハを電気検査するためのプローバー及びプロービング方法に関する。

半導体は拡散工程が終わった後に、不良品を組み立ててロスが発生しないように、ウェハ状態で電気検査（以下、ウェハ検査）が実施される。

ウェハ検査は、ウェハ上の半導体に対して電源の供給及び信号の印加、並びに出力の計測及び判定を行なう半導体試験装置（以下、テスター）と、半導体の電極パッド（以下、パッド）とテスターとを接続するプローバーとを用いて行われる。プローバーの中には、検査対象の半導体に応じて交換可能なプローブカードが収納される。プローブカードのプローブを半導体上のパッドに押し当たることで、テスターと半導体とは電気的に接続される。テスターは、半導体に対して電源供給及び信号印加を行い、その挙動として得られる出力信号を計測し、当該出力信号が半導体の仕様を満たすかどうか良否判定する。

また、半導体では、年々、配線の微細化が進み、これにともない、配線間の層間絶縁膜材料に誘電率の低い材料が使われるようになっている。層間絶縁膜の誘電率を下げることは結果として層間絶縁膜が空孔をもつこととなり、これにより、層間絶縁膜が物理的に脆弱となる。また、従来、パッド下には配線などは存在しなかったが、半導体の面積を少しでも小さくするため、パッド下に配線及びトランジスタなどの素子を配置することがある。

これにより、半導体の外周に並ぶパッド分の面積を小さくできるが、前述のように、ウェハ検査を行なうと、パッドにプローブを押し当てるため、パッド下に応力が加わる。この応力が強すぎると、パッド下の層間絶縁膜にクラックが生じることにより、異電位の配線間でリークが発生する。また、トランジスタなどの素子の電気特性が変わり半導体全体として期待される性能が出なくなったりする。また、この応力によるダメージを考慮するあまり、絶縁層間膜を厚くしたり、配線の配置、幅及び間隔などを変更したりすると、逆に、半導体全体としてコストアップになる場合がある。

また、特殊で貴重なＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）は、様々な条件で評価を行なうために、ウェハ検査を複数回実施する場合がある。また、量産検査工程においても、検査設備の能力又は半導体の仕様によって、複数回のウェハ検査が必要になる場合ある。このような場合、複数回の測定においても、パッド下の配線及び素子に致命的なダメージを与えないと同時に、プローブがパッドに確実に接触することが大事である。

そのため、特許文献１及び特許文献２のように、事前に付けたプローブ痕から、プローブターゲット位置をパッド内の最適位置に制御する方法が考えられている。ただし、このプローブ方法だと、プローブによって付けられる痕がパッドに納まる方向だが、逆に、複数回の測定においては、同じ設定で測定を繰り返すと、パッド内の同一箇所にプローブ痕が集中する。

同一箇所への複数回のコンタクトが行なわれると、パッド表面の金属（主に、アルミニウム）がプローブにより削られ薄くなり、パッド下へのダメージがより大きくなる。また、プローブとパッドとの間の接触抵抗が増加し、ウェハ検査自体に悪影響を及ぼす。

このように同一箇所にプローブ痕が付くのを避けるため、プローブターゲット位置を決定する際に、自動設定された箇所から、手動で位置を修正することが可能だが、プローバーのオペレーターが測定の都度変更する必要があり、オペレーターの負担になる。

このようなプローブ痕の重複を避ける方法として、特許文献３及び特許文献４記載の技術が知られている。

特許文献３には、複数のプローブカードを用意し、検査回数に応じて、プローブカードを変えることで、プローブ痕の重複を避ける方法が開示されている。

また、特許文献４には、測定時にパッドに付けられたプローブ痕の写真を撮影し、過去のプローブ痕から最小距離ずらす工程を追加することで、プローブ痕を避ける方法が開示されている。

特開２００９−２７７８７１号公報 特公平７−０１３９９０号公報 特開２００７−０６７００８号公報 特開２００６−３１８９６５号公報

しかしながら、特許文献３記載の方法は、検査工程毎にプローブカードを用意する必要があり、プローブカードの設計費及び製造費、また工程の管理コストが増加するという課題を有する。

また、特許文献４記載の方法は、プローブターゲット位置をずらす量を最適化するためプローブ痕を採寸する工程を含む。しかし、検査毎に異なるプローブを使う場合が発生すると、検査毎にプローブ痕が異なるため、最適なプローブターゲット位置を計算し設定する過程が複雑になるという課題を有する。

このように、従来の技術は、パッド下の配線及び素子へのダメージを低減することはできるが、コスト増加、又は処理の複雑化が生じてしてしまうという課題がある。

そこで本発明は、パッド下の配線及び素子へのダメージを低減できるとともに、コスト増加、及び処理の複雑化を抑制できるプローバー及びプロービング方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の一形態に係るプローバーは、単一の検査対象ウェハに対して複数回のプロービングを行なうプローバーであって、前記検査対象ウェハにプロービングが行われた回数であるコンタクト回数の値に対応付けられた、互いに異なる複数のプローブターゲット位置を示すターゲット位置規則を記憶するターゲット位置規則記憶部と、前記ターゲット位置規則において、現在のコンタクト回数に対応付けられているプローブターゲット位置を、前記検査対象ウェハに対する次回のプロービングに使用する使用プローブターゲット位置に決定するターゲット位置決定部とを備える。

この構成によれば、本発明の一形態に係るプローバーは、コンタクト回数に応じて、プローブターゲット位置を順次変更できる。これにより、複数回のウェハ検査を行なう際に、パッド内の同一箇所にプローブが当たることが避けられるので、パッド下の配線及び素子へのダメージを低減できる。

さらに、本発明の一形態に係るプローバーでは、複数のプローブカードを用いる必要がないので、プローブカードの設計費及び製造費の増加と、工程の管理コストの増加とを抑制できる。さらに、本発明の一形態１に係るプローバーでは、プローブ痕を採寸する工程等が含まれないため、処理の複雑化を抑制できる。

このように、本発明の一形態に係るプローバーは、パッド下の配線及び素子へのダメージを低減できるとともに、コスト増加、及び処理の複雑化を抑制できる。

また、前記ターゲット位置規則は、前記コンタクト回数の値と前記プローブターゲット位置との対応付けを示す情報として、前記複数のプローブターゲット位置が使用される順番を示し、前記ターゲット位置決定部は、前記現在のコンタクト回数と前記ターゲット位置規則で示される前記順番とに従い、前記複数のプローブターゲット位置のいずれかを、前記使用プローブターゲット位置に決定してもよい。

また、前記ターゲット位置規則は、さらに、前記複数のプローブターゲット位置の１箇所あたりのプロービングを許容する回数であるコンタクト許容回数を示し、前記プローバーは、前記複数のプローブターゲット位置の各々がプロービングに使用された回数である使用回数の全てが前記コンタクト許容回数になるまで、前記検査対象ウェハに対してプロービングを行ってもよい。

この構成によれば、本発明の一形態に係るプローバーは、一つのプローブターゲット位置に対して複数回のプロービング（針付け）を行うことができる。これにより、本発明の一形態に係るプローバーは、安定した接触抵抗を実現できる。

また、前記ターゲット位置決定部は、コンタクト回数が１増加するごとに、前記ターゲット位置規則で示される次の順番のプローブターゲット位置に前記使用プローブターゲット位置を変更してもよい。

この構成によれば、本発明の一形態に係るプローバーは、パッド下の配線及び素子へのダメージを優先して低減できる。

また、前記ターゲット位置決定部は、前記ターゲット位置規則で示される順番に従い、前記複数のプローブターゲット位置の全てを１回ずつ選択した場合、再度、前記ターゲット位置規則で示される順番に従い、前記複数のプローブターゲット位置から前記使用プローブターゲット位置を決定してもよい。

また、前記ターゲット位置決定部は、直前のプロービングにおいて前記ターゲット位置決定部により決定された前記使用プローブターゲット位置である直前プローブターゲット位置の使用回数が、前記コンタクト許容回数未満の場合、前記直前プローブターゲット位置を前記使用プローブターゲット位置に決定し、前記直前プローブターゲット位置の使用回数が、前記コンタクト許容回数に達した場合、前記ターゲット位置規則で示される次の順番のプローブターゲット位置に前記使用プローブターゲット位置を変更してもよい。

この構成によれば、本発明の一形態に係るプローバーは、プローブ痕の個数を減らすことができるので、ボンダビリティ性を向上できる。

また、前記ターゲット位置決定部は、次回のプロービングにより前記使用回数のいずれかが前記コンタクト許容回数を越える場合、警告を発し次の動作指示を待つ、又は、処理を終了してもよい。

この構成によれば、本発明の一形態に係るプローバーは、使用回数がコンタクト許容回数を超えることを防止できる。

なお、本発明は、このようなプローバーとして実現できるだけでなく、プローバーに含まれる特徴的な手段をステップとするプロービング方法又は半導体装置（半導体ウェハ）の検査方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

さらに、本発明は、このようなプローバーの機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）として実現したり、このようなプローバーを含む、半導体装置（半導体ウェハ）の検査システムとして実現したりできる。

以上により、本発明は、パッド下の配線及び素子へのダメージを低減できるとともに、コスト増加、及び処理の複雑化を抑制できるプローバー及びプロービング方法を提供できる。

本発明の実施の形態１に係るプローバーの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコンタクト回数記憶部に記憶されるデータ例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る、ターゲット位置規則の一例を示す図である。 一般的な、パッドに対するプローブターゲット位置を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係るプローブターゲット位置の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係るプローバーによるプロービング方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るターゲット位置規則の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るターゲット位置規則の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るプローブ痕の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態３に係るプローバーによるプロービング方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係るターゲット位置規則の一例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係るプローブ痕の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態４に係るプローバーによるプロービング方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係るプローバーによるプロービング方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係るプローバーによるプロービング方法の変形例のフローチャートである。

以下、本発明に係るプローバーの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るプローバーは、検査回数に応じて、当該検査回数に対応付けられたプローブターゲット位置を選択することにより、プローブターゲット位置を順次変更する。これにより、本発明の実施の形態１に係るプローバーは、パッド下の配線及び素子へのダメージを低減できるとともに、コスト増加、及び処理の複雑化を抑制できる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るプローバー１の構成を示す概略図である。

図１に示すプローバー１は、ステージ（図示せず）と、ステージ移動制御部５と、モニタ６と、入力部７と、コンタクト回数記憶部２と、ターゲット位置規則記憶部３と、ターゲット位置決定部４とを含む。また、プローバー１は、単一の検査対象ウェハに対して複数回のプロービングを行なう。

ここで、ステージと、ステージ移動制御部５と、モニタ６と、入力部７とは、従来のプローバーにも備わっている構成要素である。

コンタクト回数記憶部２は、ウェハ毎の検査回数に関する情報を記憶する媒体である。なお、図１では、一例として、コンタクト回数記憶部２をプローバー１内に示しているが、コンタクト回数記憶部２は、外付けの記録媒体であってもよい。また、図１では省略しているが、プローバー１はテスターと接続される。この場合、コンタクト回数記憶部２は、当該テスター内にある記録媒体、又はテスターとネットワークを介して接続される記録媒体であっても構わない。そのときは、プローバー１は、ＧＰＩＢ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｂｕｓ）などのデータ通信により、コンタクト回数記憶部２からコンタクト回数に関するデータを取得する。

図２は、コンタクト回数記憶部２に記憶されている情報の一例を示す図である。

図２に示すように、コンタクト回数記憶部２には、ウェハ毎の検査回数（プロービングが行われた回数）の情報、又は検査回数を導き出せる情報であるコンタクト回数１０４が記憶されている。

また、測定を開始する際に、入力部７は、外部から入力された品種名１０１、ロット名１０２、及びウェハ番号１０３を取得する。また、コンタクト回数記憶部２は、それらの情報（品種名１０１、ロット名１０２、及びウェハ番号１０３）を、ウェハを識別するための情報として蓄積する。また、コンタクト回数記憶部２は、さらに、検査が行われた日時を示す時間情報である検査履歴１０５を記憶してもよい。

ターゲット位置規則記憶部３は、コンタクト回数の値に対応付けられた、互いに異なる複数のプローブターゲット位置を示すターゲット位置規則１１０を記憶する媒体である。ターゲット位置規則記憶部３も、コンタクト回数記憶部２と同様に外付けの記録媒体でも構わないが、基本的にはプローバー１内に設けるものとする。ターゲット位置規則１１０は、検査順に応じて、プローブターゲット位置を変更させるための情報である。このターゲット位置規則１１０は、測定開始前に入力部７を通じて入力される。

図３は、ターゲット位置規則１１０の一例を示す図である。

図３に示すように、ターゲット位置規則１１０は、複数のプローブターゲット位置が使用される順番１１１と、パッド原点を基準とするプローブターゲット位置の座標１１２とを含む。ここでパッド原点とは、ウェハ及びプローブのアライメントを行なう際、プローブを当てるパッド内の点である。

ターゲット位置決定部４は、ターゲット位置規則１１０において、コンタクト回数記憶部２に記憶されている、検査対象ウェハに対する現在のコンタクト回数１０４に対応付けられているプローブターゲット位置を、当該検査対象ウェハに対する次回のプロービングに使用する使用プローブターゲット位置に決定する。言い換えると、ターゲット位置決定部４は、コンタクト回数１０４とターゲット位置規則１１０で示される順番１１１とに従い、複数のプローブターゲット位置のいずれかを、使用プローブターゲット位置に決定する。

具体的には、ターゲット位置決定部４は、ウェハ検査を開始する際にプローバー１に入力された、検査対象ウェハの品種名１０１、ロット名１０２、及びウェハ番号１０３をコンタクト回数記憶部２に記憶されている情報と照合して、検査対象ウェハのコンタクト回数１０４を読み出す。その後、ターゲット位置決定部４は、ターゲット位置規則記憶部３に記憶されているターゲット位置規則１１０を参照し、その検査順のときのプローブターゲット位置（使用プローブターゲット位置）を決定する。

また、ステージ移動制御部５は、ターゲット位置決定部４から送られた使用プローブターゲット位置の情報をもとに、ステージの移動を制御し、使用プローブターゲット位置を確定させる。

また、モニタ６は、変更後の使用プローブターゲット位置を表示する。その際、使用プローブターゲット位置がパッドから外れている可能性もあるので、プローバー１は、必要に応じて、警告を発するか、終了手続きを行なう。

図４は、パッド１１に対するプローブターゲット位置１２を示す平面図である。ウェハに含まれる半導体１０上にパッド１１が形成されている。プローブターゲット位置１２は何も条件がない場合、ｘ方向及びｙ方向ともに一番余裕ができるパッド１１の中心となる。なお、パッド１１はワイヤーボンディングパッドであれば半導体１０の外周に位置する。しかし、パッド１１は半導体１０の外周に限らず、半導体１０上面のどこにあっても構わない。また、図４ではパッド１１の形状を正方形で表しているが、パッド１１の形状は長方形でも多角形でも円形でも構わない。また、図４では簡略化のため、パッド１１を１個しか描いていないが、半導体１０には少なくとも１個以上のパッド１１が存在すればよい。

図５は、本発明の実施の形態１に係るプローブターゲット位置２１〜２４を示す平面図である。図５では、一例として、プローブターゲット位置２１〜２４を２列×２行の４点に設けている。なお、プローブターゲット位置の並びはパッド１１のサイズ、形状に応じて決定される。また、隣接するプローブターゲット位置の最小距離はプローブの製造出来栄え、ステージの位置制御の精度に応じて決定される。また、プローブターゲット位置の１箇所当たりのコンタクト回数を複数回許容する構造であれば、前述した最小距離を無視し、さらに短い距離で構わない。

また、図３に示すターゲット位置規則１１０では、順番１１１に対応付けて、パッド原点に対するｘ方向及びｙ方向の座標１１２が定義される。図３では隣接するプローブターゲット位置の距離を一例として５０μｍとしている。なお、座標１１２の単位はμｍに統一した上で、μｍを省略して表示するのが好ましい。また、図３では左下のターゲット位置を基点に時計回りになるように順番１１１が定義されているが、これ以外の順番であってもよい。

図６は、プローバー１によるプロービング方法のフローチャートである。

まず、ターゲット位置規則記憶部３は、入力部７に入力されたターゲット位置規則１１０を記憶する（Ｓ１０１）。

次に、ターゲット位置決定部４は、コンタクト回数記憶部２に記憶されているコンタクト回数１０４と、ターゲット位置規則１１０とに基づき、複数のプローブターゲット位置から使用プローブターゲット位置を決定する（Ｓ１０２）。

具体的には、ターゲット位置決定部４は、コンタクト回数１０４が「０」の場合、順番１１１が「１」のプローブターゲット位置２１を選択する。また、ターゲット位置決定部４は、コンタクト回数１０４が「１」の場合、順番１１１が「２」のプローブターゲット位置２２を、コンタクト回数１０４が「２」の場合、順番１１１が「３」のプローブターゲット位置２３を、コンタクト回数１０４が「３」の場合、順番１１１が「４」のプローブターゲット位置２４を、それぞれ選択する。また、コンタクト回数１０４が「５」以上の場合、例えば、ターゲット位置決定部４は、プローブターゲット位置２１、２２、２３、２４の順番で、順次選択する。

次に、ステージ移動制御部５は、ターゲット位置決定部４から送られた使用プローブターゲット位置の情報をもとに、ステージの移動を制御し、使用プローブターゲット位置を確定させる。また、プローバー１は、当該使用プローブターゲット位置にプロービングを行う（Ｓ１０３）。また、この状態において、例えば、テスターにより、検査対象ウェハのウェハ検査が行われる。

次に、コンタクト回数記憶部２は、記憶するコンタクト回数１０４の値を更新（１増加）する（Ｓ１０４）。

再度、プロービングが行われる場合（Ｓ１０５でＮｏ）、再度、ステップＳ１０２以降の処理が行われる。

また、全てのプロービングが完了した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、処理が終了する。

以上により、本発明の実施の形態１に係るプローバー１は、コンタクト回数に応じて、プローブターゲット位置を順次変更する。これにより、複数回のウェハ検査を行なう際に、パッド１１内の同一箇所にプローブが当たることが避けられる。これにより、プローバー１は、安定した接触抵抗を維持できるとともに、プローブによるパッド１１下へのダメージを低減できる。結果、安定したウェハ検査が実施できるので、検査後も信頼性の高い半導体を出荷することができる。

また、特許文献３記載の方法では、プローブ痕の重複は避けられるが、プローバーのオペレーターが過去の検査回数を認識して、その回数に応じて、プローブカードを交換する作業が必要である。また、特許文献３記載の方法は、検査工程毎にプローブカードを用意する必要があり、プローブカードの設計費及び製造費と、工程の管理コストとが増加するという課題を有する。

一方で、本発明の実施の形態１に係るプローバー１では、プローブターゲット位置の変更は自動的に行われるので、オペレーターは検査対象ウェハの検査回数を意識して作業する必要がない。よって、オペレーターの作業の増加を抑制できる。また、本発明の実施の形態１に係るプローバー１では、複数のプローブカードを用いる必要がないので、プローブカードの設計費及び製造費の増加と、工程の管理コストの増加とを抑制できる。

また、特許文献４記載の方法は、プローブターゲット位置をずらす量を最適化するためプローブ痕を採寸する工程を含む。しかし、もし検査毎に異なるプローブを使う場合が発生すると、検査毎にプローブ痕が異なるため、最適なプローブターゲット位置を計算し設定する過程が複雑になるという問題がある。

一方で、本発明の実施の形態１に係るプローバー１では、上記プローブ痕を採寸する工程等は含まれないため、処理の複雑化を低減できる。

このように、本発明の実施の形態１に係るプローバー１は、複数回の測定においても、パッド下の配線及び素子に与えるダメージを低減できるとともに、安定した接触抵抗を実現できる。さらに、本発明の実施の形態１に係るプローバー１は、コスト増加、及び処理の複雑化を抑制できる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、上述した実施の形態１に係るプローバー１の変形例について説明する。

なお、以下では、実施の形態１との相違点を主に説明し、同様の構成要素及び処理内容については説明を省略する。

ここで、パッド構造の条件に応じて、プローブターゲット位置１箇所に複数回のプロービングを許容する場合がある。

一方で、特許文献４記載の法では、プローブ痕の重複を１回も認めない。もし検査対象ウェハのパッドがワイヤーボンディングパッドであり、また１箇所につき複数回のプロービングを許容できる強度がある構造だったとしたら、接合性の観点から、プローブ痕は複数個所につけるより、数少ない方が好ましい。しかし、特許文献４では重複を認めないので、接合面積が減り接合性が悪くなる。

よって、本発明の実施の形態２では、各プローブターゲット位置に対して複数回のプロービングを認める構成について説明する。

本発明の実施の形態２では、ターゲット位置規則記憶部３に記憶されるターゲット位置規則１１０Ａが実施の形態１に係るターゲット位置規則１１０と異なる。また、当該ターゲット位置規則１１０Ａを用いた、ターゲット位置決定部４による処理の一部が実施の形態１と異なる。

図７は、本発明の実施の形態２に係るターゲット位置規則１１０Ａの一例を示す図である。

図７に示すターゲット位置規則１１０Ａは、図３に示すターゲット位置規則１１０に対して、さらに、コンタクト許容回数１１３を含む。

このコンタクト許容回数１１３は、複数のプローブターゲット位置の１箇所あたりのプロービングを許容する回数を示す。

ターゲット位置決定部４は、検査対象ウェハのコンタクト回数１０４からプローブターゲット位置を決定する際、コンタクト許容回数１１３を読み出す。そして、ターゲット位置決定部４は、使用回数がコンタクト許容回数１１３以下になるように、複数のプローブターゲット位置から使用プローブターゲット位置を決定する。また、プローバー１は、使用回数の全てがコンタクト許容回数１１３になるまで、検査対象ウェハに対してプロービングを行う。

ここで使用回数とは、複数のプローブターゲット位置ごとに、当該プローブターゲット位置がターゲット位置決定部４により使用プローブターゲット位置に決定された回数である。つまり、使用回数は、複数のプローブターゲット位置ごとに、当該プローブターゲット位置が検査に用いられた回数である。

このように、ターゲット位置決定部４は、各プローブターゲット位置に対して複数回のプロービングを認める。

以上により、本発明の実施の形態２に係るプローバー１は、一つのプローブターゲット位置に対して複数回のプロービングを行う。これにより、本発明の実施の形態２に係るプローバー１は、安定した接触抵抗を実現できる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、複数回のプロービングを行なう際の具体的な処理例を説明する。

複数回のプロービングを行なう際、思想として、パッドダメージを低減するか、ボンダビリティ性を確保するかの、どちらかを優先することを考える。

実施の形態３では、パッドダメージの低減を優先する方法について説明する。

本発明の実施の形態３では、ターゲット位置規則記憶部３に記憶されるターゲット位置規則１１０Ｂが実施の形態２に係るターゲット位置規則１１０Ａと異なる。また、当該ターゲット位置規則１１０Ｂを用いた、ターゲット位置決定部４による処理の一部が実施の形態２と異なる。

図８は、本発明の第３実施の形態に係るターゲット位置規則１１０Ｂの一例を示す図である。図８に示すターゲット位置規則１１０Ｂは、図７に示すターゲット位置規則１１０Ａの構成に加え、さらに、モード１１４を含む。

モード１１４は、ターゲット位置決定部４の動作モードを示す記号又は数字である。ここでは、モード１１４は、パッドダメージの低減を優先するモード「１」を示している。

ターゲット位置決定部４は、パッドダメージを低減するために、プローブターゲット位置１箇所あたりのコンタクト回数が極力少なくなるように、つまり、複数あるプローブターゲット位置がまんべんなく選択されるように、プローブターゲット位置を決定する。

具体的には、ターゲット位置決定部４は、コンタクト回数１０４が１増加するごとに、ターゲット位置規則１１０で示される次の順番のプローブターゲット位置に使用プローブターゲット位置を変更する。また、ターゲット位置決定部４は、ターゲット位置規則１１０で示される順番に従い、複数のプローブターゲット位置の全てを１回ずつ選択した場合、再度、ターゲット位置規則１１０で示される順番に従い、複数のプローブターゲット位置から使用プローブターゲット位置を決定する。これにより、ターゲット位置決定部４は、複数のプローブターゲット位置のうち、最も使用回数が少ないプローブターゲット位置を使用プローブターゲット位置に決定できる。

図９は、この場合のプローブ痕５１〜５５を示す平面図である。なお、プローブ痕５１〜５５は、その順に、それぞれ、１回目〜５回目のプロービングの際に形成されたプローブ痕である。

また、図９に示すようにパッドをマクロな視点で見ると、プローブターゲット位置の数（この場合は４個）だけプローブ痕がつく。

図１０は、本発明の実施の形態３に係るプローバー１によるプロービング方法のフローチャートである。

まず、ターゲット位置規則記憶部３は、入力部７に入力されたターゲット位置規則１１０Ｂを記憶する（Ｓ２０１）。

次に、ターゲット位置決定部４は、コンタクト回数記憶部２に記憶されているコンタクト回数１０４と、ターゲット位置規則１１０とに基づき、複数のプローブターゲット位置のうち、次の順番のプローブターゲット位置を使用プローブターゲット位置に決定する（Ｓ２０２）。なお、一回目のプロービングの場合（コンタクト回数１０４が「０」の場合）、順番１１１が「１」のプローブターゲット位置が選択される。

次に、プローバー１は、当該使用プローブターゲット位置にプロービングを行う（Ｓ２０３）。

次に、コンタクト回数記憶部２は、記憶するコンタクト回数１０４の値を更新（１増加）する（Ｓ２０４）。

再度、プロービングが行われる場合（Ｓ２０５でＮｏ）、再度、ステップＳ２０２以降の処理が行われる。

また、全てのプロービングが完了した場合（Ｓ２０５でＹｅｓ）、処理が終了する。

以上の処理により、例えば、図８及び図９に示す例では、順番１１１が「１」、「２」、「３」、「４」、「１」のプローブターゲット位置が、この順に選択され、プローブ痕５１、５２、５３、５４、５５がこの順に形成される。

以上により、本発明の実施の形態３に係るプローバー１は、パッドダメージを優先して低減できる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、複数回のプロービングを行なう際の具体的な処理例であり、ボンダビリティ性の確保を優先する場合について説明する。

図１１は本発明の実施の形態４に係るターゲット位置規則１１０Ｃの一例を示す図である。図１１に示すターゲット位置規則１１０Ｃは、図８に示すターゲット位置規則１１０Ｂに対して、モード１１４が、ボンダビリティ性の確保を優先するモード「２」を示している点が異なる。

また、実施の形態４では、プローバー１は、外周パッドのワイヤーボンディング又はエリアパッドのはんだ接合の接合性を確保するため、プローブ痕の総面積を極力小さくするように制御する。つまり、プローバー１は、優先するプローブターゲット位置から許容回数分プロービングしていく方法を取る。

具体的には、ターゲット位置決定部４は、直前のプロービングにおいてターゲット位置決定部４により決定された使用プローブターゲット位置である直前プローブターゲット位置の使用回数が、コンタクト許容回数１１３未満の場合、直前プローブターゲット位置を使用プローブターゲット位置に決定する。また、直前プローブターゲット位置の使用回数が、コンタクト許容回数１１３に達した場合、ターゲット位置規則１１０で示される次の順番のプローブターゲット位置に使用プローブターゲット位置を変更する。これにより、ターゲット位置決定部４は、複数のプローブターゲット位置のうち、最も使用回数が多いプローブターゲット位置を使用プローブターゲット位置に決定できる。

図１２は、この場合のプローブ痕６１〜６５を示す平面図である。なお、プローブ痕６１〜６５は、その順に、それぞれ、１回目〜５回目のプロービングの際に形成されたプローブ痕である。

また、パッド１１内につくプローブ痕の個数（この場合３個）は、マクロな視点で見て、ターゲット位置規則にあるプローブターゲット位置の数（４個）と一致しない。

図１３は、本発明の実施の形態４に係るプローバー１によるプロービング方法のフローチャートである。

まず、ターゲット位置規則記憶部３は、入力部７に入力されたターゲット位置規則１１０Ｃを記憶する（Ｓ３０１）。

次に、ターゲット位置決定部４は、直前プローブターゲット位置の使用回数が、コンタクト許容回数１１３未満であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。

直前プローブターゲット位置の使用回数が、コンタクト許容回数１１３未満の場合（Ｓ３０２でＹｅｓ）、ターゲット位置決定部４は、直前プローブターゲット位置を使用プローブターゲット位置に決定する（Ｓ３０３）。言い換えると、ターゲット位置決定部４は、使用プローブターゲット位置を変更しない。

一方、直前プローブターゲット位置の使用回数が、コンタクト許容回数１１３に達した場合（Ｓ３０２でＮｏ）、ターゲット位置決定部４は、ターゲット位置規則１１０Ｃで示される次の順番のプローブターゲット位置を使用プローブターゲット位置に決定する（Ｓ３０４）。なお、一回目のプロービングの場合（コンタクト回数１０４が「０」の場合）、順番１１１が「１」のプローブターゲット位置が選択される。

ステップＳ３０３又はＳ３０４の後、プローバー１は、決定された使用プローブターゲット位置にプロービングを行う（Ｓ３０５）。

次に、コンタクト回数記憶部２は、記憶するコンタクト回数１０４の値を更新（１増加）する（Ｓ３０６）。

再度、プロービングが行われる場合（Ｓ３０７でＮｏ）、再度、ステップＳ３０２以降の処理が行われる。

また、全てのプロービングが完了した場合（Ｓ３０７でＹｅｓ）、処理が終了する。

以上の処理により、例えば、図１１及び図１２に示す例では、順番１１１が「１」、「１」、「２」、「２」、「３」のプローブターゲット位置が、この順に選択され、プローブ痕６１、６２、６３、６４、６５がこの順に形成される。

以上により、本発明の実施の形態４に係るプローバー１は、プローブ痕の個数を減らすことができるので、ボンダビリティ性の確保を優先できる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、実施の形態３の変形例について説明する。

本発明の実施の形態５に係るプローバー１は、使用回数のいずれかがコンタクト許容回数１１３を越える場合は、警告を発し次の動作指示を待つ。

図１４は、本発明の実施の形態５に係るプローバー１によるプロービング方法のフローチャートである。

まず、ターゲット位置規則記憶部３は、入力部７に入力されたターゲット位置規則１１０Ｂを記憶する（Ｓ２０１）。

次に、ターゲット位置決定部４は、次回のプロービングにより使用回数のいずれかがコンタクト許容回数１１３を越えるか否かを判定する（Ｓ４０１）。具体的には、ターゲット位置決定部４は、ターゲット位置規則１１０Ｂに含まれるプローブターゲット位置の数（この場合４個）と、コンタクト許容回数１１３（この場合２回）との積（８回）を算出する。また、ターゲット位置決定部４は、現在のコンタクト回数１０４が、算出した積以上である場合、次回のプロービングにより使用回数のいずれかがコンタクト許容回数１１３を越えると判定し（Ｓ４０１でＹｅｓ）、現在のコンタクト回数１０４が、算出した積未満である場合、次回のプロービングにより使用回数の全てがコンタクト許容回数１１３を越えないと判定する（Ｓ４０１でＮｏ）。

次回のプロービングにより使用回数のいずれかがコンタクト許容回数１１３を越える場合（Ｓ４０１でＹｅｓ）、ターゲット位置決定部４は、警告を発し、次の動作指示を待つ（Ｓ４０２）。例えば、ターゲット位置決定部４は、モニタ６に警告メッセージを表示する。

なお、次回のプロービングにより使用回数の全てがコンタクト許容回数１１３を越えない場合（Ｓ４０１でＮｏ）の処理は、実施の形態３と同様である。

なお、図１５に示すように、次回のプロービングにより使用回数のいずれかがコンタクト許容回数１１３を越える場合（Ｓ４０１でＹｅｓ）、ターゲット位置決定部４は、処理を終了してもよい。

以上の処理により、例えば、図８に示す例では、検査対象ウェハに対して９回目のプロービングを実施しようとした場合に、オペレーターに警告を発することができる。これにより、使用回数がコンタクト許容回数１１３を超えることを防止できる。

なお、実施の形態５では、上述した実施の形態３に、さらに、処理を追加した例を説明したが、上述した実施の形態４に、同様の処理を追加してもよい。

また、上記実施の形態１〜５に係るプローバー１に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

また、本発明の実施の形態１〜５に係るプローバー１の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。

さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

また、上記平面図等において、各構成要素の角部及び辺を直線的に記載しているが、製造上の理由により、角部及び辺が丸みをおびたものも本発明に含まれる。

また、上記実施の形態１〜５に係る、プローバー及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。

また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、上記で示した各構成要素の材料は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された材料に制限されない。

更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。

本発明は、半導体ウェハを検査するためのプローバー及びプロービング方法に有用である。

１ プローバー
２ コンタクト回数記憶部
３ ターゲット位置規則記憶部
４ ターゲット位置決定部
５ ステージ移動制御部
６ モニタ
７ 入力部
１０ 半導体
１１ パッド
１２、２１、２２、２３、２４ プローブターゲット位置
５１、５２、５３、５４、５５、６１、６２、６３、６４、６５ プローブ痕
１０１ 品種名
１０２ ロット名
１０３ ウェハ番号
１０４ コンタクト回数
１０５ 検査履歴
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ ターゲット位置規則
１１１ 順番
１１２ 座標
１１３ コンタクト許容回数
１１４ モード

Claims (9)

1. 単一の検査対象ウェハに対して複数回のプロービングを行なうプローバーであって、
   前記検査対象ウェハにプロービングが行われた回数であるコンタクト回数の値に対応付けられた、互いに異なる複数のプローブターゲット位置を示すターゲット位置規則を記憶するターゲット位置規則記憶部と、
   前記ターゲット位置規則において、現在のコンタクト回数に対応付けられているプローブターゲット位置を、前記検査対象ウェハに対する次回のプロービングに使用する使用プローブターゲット位置に決定するターゲット位置決定部とを備える
   プローバー。
2. 前記ターゲット位置規則は、前記コンタクト回数の値と前記プローブターゲット位置との対応付けを示す情報として、前記複数のプローブターゲット位置が使用される順番を示し、
   前記ターゲット位置決定部は、前記現在のコンタクト回数と前記ターゲット位置規則で示される前記順番とに従い、前記複数のプローブターゲット位置のいずれかを、前記使用プローブターゲット位置に決定する
   請求項１記載のプローバー。
3. 前記ターゲット位置規則は、さらに、前記複数のプローブターゲット位置の１箇所あたりのプロービングを許容する回数であるコンタクト許容回数を示し、
   前記プローバーは、前記複数のプローブターゲット位置の各々がプロービングに使用された回数である使用回数の全てが前記コンタクト許容回数になるまで、前記検査対象ウェハに対してプロービングを行う
   請求項２記載のプローバー。
4. 前記ターゲット位置決定部は、コンタクト回数が１増加するごとに、前記ターゲット位置規則で示される次の順番のプローブターゲット位置に前記使用プローブターゲット位置を変更する
   請求項３記載のプローバー。
5. 前記ターゲット位置決定部は、
   前記ターゲット位置規則で示される順番に従い、前記複数のプローブターゲット位置の全てを１回ずつ選択した場合、再度、前記ターゲット位置規則で示される順番に従い、前記複数のプローブターゲット位置から前記使用プローブターゲット位置を決定する
   請求項４記載のプローバー。
6. 前記ターゲット位置決定部は、
   直前のプロービングにおいて前記ターゲット位置決定部により決定された前記使用プローブターゲット位置である直前プローブターゲット位置の使用回数が、前記コンタクト許容回数未満の場合、前記直前プローブターゲット位置を前記使用プローブターゲット位置に決定し、
   前記直前プローブターゲット位置の使用回数が、前記コンタクト許容回数に達した場合、前記ターゲット位置規則で示される次の順番のプローブターゲット位置に前記使用プローブターゲット位置を変更する
   請求項３記載のプローバー。
7. 前記ターゲット位置決定部は、次回のプロービングにより前記使用回数のいずれかが前記コンタクト許容回数を越える場合、
   警告を発し次の動作指示を待つ、又は、処理を終了する
   請求項３記載のプローバー。
8. 単一の検査対象ウェハに対して複数回のプロービングを行なうプロービング方法であって、
   前記検査対象ウェハにプロービングが行われた回数であるコンタクト回数の値に対応付けられた、互いに異なる複数のプローブターゲット位置を示すターゲット位置規則を記憶するターゲット位置規則記憶ステップと、
   前記ターゲット位置規則において、現在のコンタクト回数に対応付けられているプローブターゲット位置を、前記検査対象ウェハに対する次回のプロービングに使用する使用プローブターゲット位置に決定するターゲット位置決定ステップとを含む
   プロービング方法。
9. 請求項８記載のプロービング方法をコンピュータに実行させる
   プログラム。

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