JP2850877B2 - 半導体集積回路測定方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
測定方法及び装置に関し、特に、微細な探針用電極パッ
ドを有する半導体集積回路のウェハを測定する方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハ上に形成された半導体集積
回路の回路動作及び特性を測定するウェハ検査工程にお
いては、一般にウェハを載置するウェハステージと、複
数の探針（プローブ針）を有するプローブカードを固定
するプローブカード取付台と、を備えた半導体集積回路
測定装置（「ウェハプローバ」という）が用いられる。

【０００３】ウェハプローバにおいては、プローブカー
ド取付台にプローブカードを固定することで、プローブ
カードの複数の探針を、ＬＳＩテスター等のテスト装置
と電気的に接続し、ウェハを載置したウェハステージを
ＸＹ方向に位置決めした後に上昇させてプローブカード
の複数の探針を半導体集積回路の電極パッドに接触させ
ることで、テスト装置からの駆動信号ならびに電源電圧
を被試験デバイスである半導体集積回路に印加するとと
もに、半導体集積回路からの出力信号を読み出すことに
より、半導体集積回路の検査を行なっている。

【０００４】このウェハプローバによるウェハ検査で
は、半導体集積回路の電極パッドとプローブカードの探
針との接触不良が生じることが問題となる。

【０００５】すなわち、電極パッドまたは探針に付着し
た埃や、電極パッド表面に形成された酸化膜により接触
不良が生じた場合、テスタ装置からの駆動信号あるいは
半導体集積回路からの出力信号が正確に伝達されず、半
導体集積回路の検査を正確に行うことができない。この
場合、検査結果の不良が、被試験デバイスである半導体
集積回路自体の不良によるものか、電極パッドと探針の
接触不良によるものかを判断することは困難であり、良
品の半導体集積回路を不良品として判定してしまう、と
いう問題が生じている。

【０００６】この半導体集積回路の電極パッドとプロー
ブカードの探針の接触を確実にするための方法が、例え
ば特開昭５７−７３９４８号公報、特開昭６４−９１０
７３号公報、特開平１−１７１２３６号公報等に提案さ
れている。これらの従来技術は、ウェハステージあるい
はプローブカードに超音波振動を加え、探針先端と電極
パッド表面を擦り合せて絶縁破壊を起こさせるものであ
る。

【０００７】図５は、従来のウェハプローバの構成の一
例を示す図である。図５を参照して、ウェハプローバ
は、複数の探針１を具備するプローブカード２を固定さ
せるプローブカード取付台３と、ウェハ４を載置するウ
ェハステージ５と、が基本構成とされており、超音波振
動子６には発振器１１から励振信号が印加できるように
構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示した
従来のウェハプローバにおいては、半導体集積回路の電
極パッドのサイズが小さくなると探針が電極パッドから
ずれて接触できず、半導体集積回路のウェハ検査が行え
なくなる、という問題を有している。

【０００９】その理由は、多数の探針において、それぞ
れ探針の長さは異なり、固有振動数も異なるが、ウェハ
ステージあるいはプローブカードに加える超音波振動の
周波数が、ある探針の固有振動数の整数倍であった場
合、超音波振動により探針が共振し、探針先端の超音波
振動による位置ずれが大きくなる、ことによる。

【００１０】したがって、本発明は、上記問題点を解消
するためになされたものであって、その目的は、ウェハ
検査工程においてプローブカードの探針の共振による針
ずれを発生させることなく、半導体集積回路のパッド電
極とプローブカードの探針とを確実に接触させるように
した半導体集積回路測定方法及び装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体集積回路の測定方法は、半導体
集積回路が形成されたウェハをウェハステージ上に載置
し、複数の探針を具備したプローブカードをプローブカ
ード取付台に取付け、前記プローブカードとテスト装置
を電気的に接続し、前記ウェハステージを左右・上下に
位置合せすることにより、前記複数の探針を前記半導体
集積回路に接触させて半導体集積回路の測定を行う方法
において、前記ウェハステージ又は前記プローブカード
取付台に周波数変調した超音波振動を印加することを特
徴とする。

【００１２】また、本発明の半導体集積回路測定装置
は、半導体集積回路を形成されたウェハを載置するウェ
ハステージと、複数の探針を具備したプローブカードを
固定するプローブカード取付台と、を備えた半導体集積
回路測定装置において、前記ウェハステージ又は前記プ
ローブカード取付台に固定された超音波振動子と、前記
超音波振動子に励振電圧を印加する可変周波数発振手段
と、前記可変周波数発振手段に周波数変調のための信号
を供給する変調信号発振手段と、を備えたことを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて以下に説明する。本発明は、その好ましい実施の形
態において、超音波振動子（図１の６）とこれに励振信
号を印加する可変周波数発振器（図１の７）と、この可
変周波数発振器の出力の周波数を変調するための変調信
号発振器（図１の８）と、を有し、ウェハ（図１の４）
表面に形成された半導体集積回路の電極パッドとプロー
ブカード（図１の２）の探針（図１の１）を接触させた
際に、ウェハステージ（図１の５）またはプローブカー
ド取付台（図４の３）に周波数変調された超音波振動を
与えるように構成したものである。

【００１４】このように、本発明の実施の形態において
は、ウェハ（図１の４）表面の半導体集積回路の電極パ
ッドとプローブカードの探針（図１の１）を接触させた
際に、ウェハステージ（図１の５）またはプローブカー
ド取付台（図４の３）に超音波振動を印加することで探
針先端と電極パッド表面を擦り合せて絶縁破壊を起こし
て、接触を確実にすると共に、加える超音波振動の周波
数を変調して、一定の周波数の振動を与えた場合に生じ
る探針の共振の発生を防止し、針ずれを防止する。

【００１５】

【実施例】次に、上記した本発明の実施の形態について
さらに詳細に説明すべく、本発明の本発明の実施例につ
いて図面を参照して説明する。

【００１６】［実施例１］図１は、本発明の第１の実施
例に係るウェハプローバの構成を示す図である。図１を
参照して、本実施例においては、複数の探針１を具備す
るプローブカード２を固定させるプローブカード取付台
３と、ウェハ４を載置するウェハステージ５と、が基本
構成とされ、このウェハステージ５には、超音波振動子
６が取り付けられており、超音波振動子６には、可変周
波数発振器７から励振信号が印加できるように構成され
ている。

【００１７】そして、可変周波数発振器７には、変調信
号発振器８から変調信号が入力される。

【００１８】次に、本実施例の動作について、図２及び
図３を参照して説明する。なお、図２及び図３は図面作
成の都合で分図されたものである。

【００１９】ウェハ４を載せたウェハステージ５には、
圧電素子で作製された超音波振動子６が固定されてお
り、この超音波振動子６を励振するための励振信号を可
変周波数発振器７より印加するが、この可変周波数発振
器７には変調信号発振器８が接続されており、変調信号
９（図３（Ｂ）参照）を入力することで、励振信号１０
（図３（Ａ）参照）は周波数変調され、超音波振動子６
の振動周波数は一定とされない。

【００２０】これにより、ウェハ４に接触した探針１を
不必要に共振させることなく、ウェハ４表面にある半導
体集積回路の電極パッド（不図示）と探針１との接点に
適度の振動を与え、電極パッドと探針の接触を確実なも
のとしている。

【００２１】なお、探針１の共振を効果的に防止するた
めには、変調信号の周波数は、励振信号の基本周波数の
例えば１／３から１／１０の程度が好適とされる（図３
参照）。

【００２２】［実施例２］次に、本発明の第２の実施例
について図面を参照して説明する。図４は、本発明の第
２の実施例に係るウェハプローバの構成を示す図であ
る。

【００２３】図４を参照して、本実施例において、複数
の探針１を具備するプローブカード２を固定させるプロ
ーブカード取付台３と、ウェハ４を載置するウェハステ
ージ５と、からなる基本構成は、前記第１の実施例と同
一とされているが、本実施例においては、超音波振動子
６は、プローブカード取付台３に固定されている。

【００２４】そして、プローブカード取付台３に固定さ
れた超音波振動子６には、可変周波数発振器７から励振
信号が印加できるように構成されている。この可変周波
数発振器７には、変調信号発振器８から変調信号が入力
される。

【００２５】本実施例では、周波数変調された超音波振
動は、プローブカード取付台３に加えられるが、プロー
ブカード２を通じて探針１と、ウェハ４表面の半導体集
積回路の電極パッド（不図示）との接点に適度の振動を
与えつつ、探針１の共振を防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウェハプ
ローバによれば、ウェハステージまたはプローブカード
取付台に固定した超音波振動子に変調信号発振手段から
の変調信号によって周波数変調された可変周波数発振手
段からの励振信号を印加することにより、プローブカー
ドの探針を共振させることなく、探針と半導体集積回路
の電極パッドとの接点に適度の振動を与えることがで
き、これにより、針ずれによる非接触を発生されること
なく、探針と電極パッドの接触を確実にする、という効
果を奏する。このため、本発明によれば、例えば半導体
集積回路の微細化に伴い、その電極パッドのサイズが小
さくなった場合にも、半導体集積回路のウェハ検査を行
うことを可能としており、その実用的価値は極めて高
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のウェハプローバの構成
を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例の動作を説明するための
図である。

【図３】本発明の第１の実施例の動作を説明するための
図である。

【図４】本発明の第２の実施例のウェハプローバの構成
を示す図である。

【図５】従来例のウェハプローバの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 探針 ２ プローブカード ３ プローブカード取付台 ４ ウェハ ５ ウェハステージ ６ 超音波振動子 ７ 可変周波数発振器 ８ 変調信号発振器 ９ 変調信号 １０ 励振信号 １１ 発振器

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体集積回路が形成されたウェハをウェ
   ハステージ上に載置し、複数の探針を具備したプローブ
   カードをプローブカード取付台に取付け、前記プローブ
   カードとテスト装置を電気的に接続し、前記ウェハステ
   ージを左右・上下に位置合せすることにより、前記複数
   の探針を前記半導体集積回路に接触させて半導体集積回
   路の測定を行う方法において、 前記ウェハステージ又は前記プローブカード取付台に周
   波数変調した超音波振動を印加することを特徴とする半
   導体集積回路の測定方法。
2. 【請求項２】半導体集積回路を形成されたウェハを載置
   するウェハステージと、複数の探針を具備したプローブ
   カードを固定するプローブカード取付台と、を備えた半
   導体集積回路測定装置において、 前記ウェハステージ又は前記プローブカード取付台に固
   定された超音波振動子と、 前記超音波振動子に励振電圧を印加する可変周波数発振
   手段と、 前記可変周波数発振手段に周波数変調のための信号を供
   給する変調信号発振手段と、 を備えたことを特徴とする半導体集積回路測定装置。
3. 【請求項３】半導体集積回路が形成されたウェハを載置
   するウェハステージに印加する超音波振動の周波数が一
   定とならないように周波数変調させ、これによりプロー
   ブカードに具備された探針を共振させることなく、該探
   針と前記半導体集積回路の電極パッドとの接点に適度の
   振動を与えるようにしたことを特徴とする、半導体集積
   回路の測定方法。
4. 【請求項４】複数の探針を具備したプローブカードを取
   り付けるプローブカード取付台に印加する超音波振動の
   周波数が一定とならないように周波数変調させ、これに
   よりプローブカードに具備された探針を共振させること
   なく、該探針と半導体集積回路の電極パッドとの接点に
   適度の振動を与えるようにしたことを特徴とする、半導
   体集積回路の測定方法。