JP2582256B2 - プロービング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、半導体ウエハプローブを用いたプロービ
ング方法に関する。

（従来の技術） プローブ装置は当業者において周知である。例えば、
半導体ウエハに規則的に形成された半導体素子の電気特
性を測定するには半導体ウエハプローバで実行してい
た。この測定は、半導体ウエハに設けられた各半導体素
子の多数の電極パッドとテスタに接続されたプローブ針
を接触させて電気特性を測定するようにしているが、こ
の測定を連続自動工程で実行するには、予め測定動作を
記憶させる必要がある。

また技術革新に伴なってICの高集積化が著しく発達し
ており、この技術によりできたICを測定する技術も対応
したものが要求される。

ところで前記した高集積化とは、ICを構成する各回路
要素、間隔を微細に形成することであり、電極パッドも
従来一辺100μｍの四角形であったものが一辺80μm,40
μｍと小形化されている。この電極パッドの小形化によ
り、プローブ針と電極パッドの接触をより一段と正確に
行なう必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記測定動作の記憶の一つに、ICチップサイズを記憶
させるものがある。このICチップサイズの記憶によりIC
測定時における１チップ測定毎の測定ステージの移動量
を決定している。

しかしながら、測定ステージは機械的な動作により移
動するのでメカ精度にバラツキがある場合、予め定めた
チップサイズの移動量と実際の移動量とでは、わずかな
ズレが生じる。このわずかなズレでも１チップ測定移動
毎に累積すると、終端測定チップにおいて、微細化され
た電極パッドとプローブ針の接触は正確に行なわれない
事があり、また最悪の場合プローブ針で電極パッド以外
の部分を傷つけてしまうという問題点があった。

この発明は上記問題点を改善するためになされたもの
で、微細化された電極パッドとプローブ針の接触を正確
に実行でき、なおかつその都度行なうメカ調整の煩雑な
作業を不要とし簡単に補正することを可能とするプロー
ビング方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、第１の発明によれば、半導
体ウエハに設けられたチップの電極パッドに接触して電
気的特性を測定するプローブ針と、前記半導体ウエハを
載置して移動する載置台とを備えた半導体ウエハプロー
バにおいて、前記載置台を予め定められた量だけ順次移
動させて測定動作を行うにあたり、まず半導体ウエハの
中心部のチップの電極パッドにおける基準接触位置とプ
ローブ針との接触位置合わせを行ない、次いで前記載置
台を移動させて半導体ウエハの周縁部のチップにおける
電極パッドの基準接触位置とプローブ針との位置ズレ量
を求め、前記位置ズレ量から１チップ毎のズレ量を求
め、前記１チップ毎のズレ量に基づいて前記予め定めら
れた量を補正して、前記測定動作を行うことを特徴とす
る、プロービング方法が提供される。

また第２の発明によれば、半導体ウエハに設けられた
チップの電極パッドに接触して電気的特性を測定するプ
ローブ針と、前記半導体ウエハを載置して移動する載置
台とを備えた半導体ウエハプローバにおいて、前記載置
台を予め定められた量だけ順次移動させて測定動作を行
うにあたり、まず半導体ウエハの中心部のチップの電極
パッドにおける基準接触位置とプローブ針との接触位置
合わせを行ない、次いで前記載置台を移動させて半導体
ウエハにおけるＸ方向とＹ方向の周縁部４カ所のチップ
における各電極パッドの基準接触位置とプローブ針との
位置ズレ量を求め、前記位置ズレ量からＸ方向・Ｙ方向
の１チップ毎のズレ量を求め、前記１チップ毎のズレ量
に基づいて前記予め定められた量を補正して、前記測定
動作を行うことを特徴とする、プロービング方法が提供
される。

（作用効果） 第１の発明によれば、まず半導体ウエハの中心部のチ
ップの電極パッドにおける基準接触位置とプローブ針と
の接触位置合わせを行ない、次いで載置台を移動したと
きの周縁部のチップにおける電極パッドの基準接触位置
とプローブ針との位置ズレ量を求め、この位置ズレ量か
ら１チップ毎のズレ量を求めるようにしている。中心部
から周縁部までのチップの数がわかれば前記位置ズレ量
から１チップ毎のズレ量を求めるのは容易である。そし
てこのようにして求めた１チップ毎のズレ量に基づいて
前記予め定められた量を補正して測定動作を行うので、
例えば超LSIの微細化された電極パッドとプローブ針と
の正確な接触が可能になる。しかもその都度行うメカ調
整の煩雑な作業は不要である。

第２の発明によれば、１チップ毎のＸ方向・Ｙ方向の
ズレ量に基づいて前記予め定められた量を補正して測定
動作を行うので、より正確な接触による測定が可能にな
る。しかもかかる補正に必要な載置台の移動は、周縁部
４カ所への移動で足りるので、最小限の載置台の移動で
極めて正確な測定動作が実現される。

（実施例） 次に本発明にかかるプロービング方法に従って、半導
体ウエハプローブによる測定の例を図を参照して説明す
る。

本実施例で使用した半導体ウエハプローバは、ウエハ
収納部から搬送された一枚の半導体ウエハを測定ステー
ジに位置決め載置し、ここでテスタからプローブカード
を介して設けられたプローブ針を、ウエハに形成された
各ICチップの電極（パッド）に接触させて、電気的に接
続して各チップの測定例えば良・不良を判定する如く構
成されている。

次にこの構成を第２図、第３図を参照して説明する。

この半導体ウエハプローバ（１）のカセット（２）に
は、所定の間隔を設けてウエハ（３）が25枚設置され
る。このウエハ（３）を収納したカセット（２）をカセ
ット収納部（４）に搬入する。そしてこの収納部（４）
からウエハ（３）を一枚づつ取出し、ウエハ（３）の予
備位置決めステージ（５）まで搬送する。この予備位置
決めステージ（５）から測定ステージ（６）にウエハ
（３）を搬送する。上記のような搬送は、ウエハ（３）
の裏面をロボットアームに真空吸着して搬送するもの
や、ベルトによりウエハ（３）を搬送するものがある。

測定ステージ（６）に搬送されたウエハ（３）をさら
に正確な位置決めするためにCCDカメラを使ったパター
ン認識やレーザ光を用いた認識機構が設置されている。
この認識出力により位置ズレ量を検出し、このズレ量が
零になるようにウエハ（３）を移動、例えばウエハ載置
台の測定ステージ（６）を回転してオリフラ合わせによ
り位置合わせする。この位置合わせ後、下方から自動的
にウエハ（３）を上昇させ、プローブカード（７）に取
着したプローブ針（８）先端に、ウエハ（３）に形成さ
れたICチップ（９）の電極パッド（10）をソフトタッチ
させ、ウエハ（３）の電気的特性を測定する。

この半導体ウエハプローバ（１）を使用してウエハ
（３）に形成されたICチップ（９）測定の連続自動工程
に先立ち、プローバ（１）に内蔵されたCPUに測定動作
を記憶させる必要がある。

この記憶内容の１つは、ICチップサイズであり、この
サイズを基準としてICチップ（９）測定時における１チ
ップ（９）インデックス毎の測定ステージ（６）の移動
量を決定する。この後、ウエハ（３）に形成されたICチ
ップ（９）の被測定電極パッド（10）模様とプローブ針
（８）先端模様との接触位置合わせなどのティーチング
動作を実行する。

このティーチング動作は、ウエハ（３）の中央部のIC
チップにて標準の位置決め操作を行ないさらに、周縁部
４箇所で測定チップ範囲決定操作を行い、合計５箇所の
チップで実行する（５ポイントチェック）。ウエハ
（３）の中央部においてのティーチング内容はICチップ
（９）の被測定電極パッド（10）模様とプローブ針
（８）先端模様の接触位置合わせである。ウエハ（３）
の周縁部におけるティーチング内容は、ウエハ（３）の
周縁部に形成された半欠けチップの面積率などを計算算
出し、測定対象ICチップ（９）を割り出すものである。

このティーチング動作において、中央部での電極パッ
ド（10）とプローブ針（８）の関係は、第２図（Ａ）に
示すようにパッド（10）の中心部（11）にプローブ針
（８）が接触するようにティーチングする。次に周縁部
でのティーチング動作を実行するわけであるが、この時
ウエハ（３）の中央部から周縁部までのICチップ（９）
分、測定ステージ（６）を例えばＸ方向に移動する。こ
のＸ方向の移動量は上記チップサイズを基準とした移動
量であり、本来ならプローブ針（８）とパッド（10）の
関係は第２図（Ａ）のようにパッド（10）の中心部（1
1）にプローブ針（８）が設定されるはずが、測定ステ
ージ（６）の駆動部のメカ精度のバラツキにより第２図
（Ｂ）のようにプローブ針（８）の接触点が電極パッド
（10）の中央部（11）から端部（12）にズレてしまう。

この時、パッド（10）の中心部（11）から端部（12）
までのズレ量を算出するのである。この算出値をｌと
し、ウエハ（３）の中央部からＸ方向の周縁部までのIC
チップ数をｎとすると、測定ステージ１チップ毎のＸ方
向の移動量のズレ量はl/nとなる。同様にしてＹ方向の
ズレ量を算出し、移動チップ数に等分割して、測定ステ
ージ（６）１チップ毎のＹ方向の移動量のズレ量を算出
する。即ちチップ座標のズレ量を算出する。このズレ量
の算出はチップ毎でなくても周辺方向区分けし、夫々の
区分けの群単位で補正してもよい。要するにICチップの
位置に対応したズレ量を得れば良い。このようにＸ方向
・Ｙ方向の１チップ毎のズレ量を、上記で記憶したチッ
プサイズの移動量に付加して補正を行なうのである。

即ちこの補正の流れは第１図のブロック図に示すよう
になる。まずチップサイズを入力する（Ａ）。次にウエ
ハ（３）中央部でティーチング（Ｂ）した後ウエハ
（３）周縁部でティーチング（Ｃ）する。この２つのテ
ィーチング（Ｂ）、（Ｃ）からプローブ針（８）と電極
パッド（10）の基準接触位置の一枚のウエハ内位置ズレ
量を座標に対応して認識（Ｄ）し、このズレ量をチップ
数で等分割した値を算出する（Ｅ）。この１チップのズ
レ量を上記で入力したチップサイズの移動量に付加して
補正する（Ｆ）。この補正後通常の連続自動工程でプロ
ーブ測定を実行する（Ｇ）。

第１、第２の発明によれば、実際の測定動作を実施す
る前に、予め求めた１チップ毎のズレ量に基づいて、移
動量を補正してからかかる測定動作を行なうようにした
ので、その都度行うメカ調整の煩雑な作業は不要であ
り、例えば超LSIの微細化された電極パッドとプローブ
針との正確な接触が可能である。特に第２の発明によれ
ば、１チップ毎のＸ方向・Ｙ方向のズレ量に基づいて前
記予め定められた量を補正して測定動作を行うので、よ
り正確な接触が可能である。そしてかかる補正に必要な
載置台の移動は、周縁部４カ所への移動で足りるので、
最小限の載置台の移動で極めて正確な測定動作が実現さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための電極パッド
接触位置補正の流れを示すフローチャート、第２図は実
施例を説明する際の電極パッドの接触位置を説明するた
めの図、第３図は実施例を実施する際に用いた半導体ウ
エハプローバの説明図である。 １……半導体ウエハプローバ ３……ウエハ ６……測定ステージ ８……プローブ針 ９……ICチップ 10……電極パッド

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハに設けられたチップの電極パ
   ッドに接触して電気的特性を測定するプローブ針と、前
   記半導体ウエハを載置して移動する載置台とを備えた半
   導体ウエハプローバにおいて、 前記載置台を予め定められた量だけ順次移動させて測定
   動作を行うにあたり、 まず半導体ウエハの中心部のチップの電極パッドにおけ
   る基準接触位置とプローブ針との接触位置合わせを行な
   い、 次いで前記載置台を移動させて半導体ウエハの周縁部の
   チップにおける電極パッドの基準接触位置とプローブ針
   との位置ズレ量を求め、 前記位置ズレ量から１チップ毎のズレ量を求め、 前記１チップ毎のズレ量に基づいて前記予め定められた
   量を補正して、前記測定動作を行うことを特徴とする、
   プロービング方法。
2. 【請求項２】半導体ウエハに設けられたチップの電極パ
   ッドに接触して電気的特性を測定するプローブ針と、前
   記半導体ウエハを載置して移動する載置台とを備えた半
   導体ウエハプローバにおいて、 前記載置台を予め定められた量だけ順次移動させて測定
   動作を行うにあたり、 まず半導体ウエハの中心部のチップの電極パッドにおけ
   る基準接触位置とプローブ針との接触位置合わせを行な
   い、 次いで前記載置台を移動させて半導体ウエハにおけるＸ
   方向とＹ方向の周縁部４カ所のチップにおける各電極パ
   ッドの基準接触位置とプローブ針との位置ズレ量を求
   め、 前記位置ズレ量からＸ方向・Ｙ方向の１チップ毎のズレ
   量を求め、 前記１チップ毎のズレ量に基づいて前記予め定められた
   量を補正して、前記測定動作を行うことを特徴とする、
   プロービング方法。