JP2932741B2 - 半導体検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の検査装置
に関し、特に人間が半導体装置の任意の配線領域上に探
針を接触させて電気的特性を測定する際に用いる、いわ
ゆるマニュアルプロバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のマニュアルプロバーは、
可動ステージと、顕微鏡と、複数の探針とを有し、可動
ステージを人間が操作して可動ステージ上の測定対象物
を間接的に移動させている。

【０００３】また、別の種類のマニュアルプロバーにお
いては、テレビカメラと、倍率可変レンズとを用い、可
動ステージ上の対象物の拡大画面をディスプレイ装置に
映すものもあるが、可動ステージの移動は前例と同様に
人間が操作するものである。

【０００４】図４は、従来のマニュアルプロバーを示す
構造図である。図に示すように、測定対象物を乗せる可
動ステージ６においては、水平及び垂直方向への移動お
よび可動ステージ中央部を中心とした回転が、高いギヤ
比を有するマニピュレータにより、精密に行なえるよう
になっている。

【０００５】また、可動ステージ６の上面には、複数の
図示しない吸着孔が設けられ、この吸着孔からポンプ７
を用い空気を吸入することにより、可動ステージ６上に
対象物を固定することができる。さらに、可動ステージ
６上に置いた対象物を拡大して見るために可動ステージ
６上面の中央部が視野の中心となるよう固定された顕微
鏡１４が設置されている。

【０００６】さらに、可動ステージ６上の対象物に接触
するように調節できる複数の探針８を有し、これらは、
電気的に支持物に絶縁されており、各探針８には、電極
取出し用電気コード９が接続されている。

【０００７】この種のマニュアルプロバーにおいては、
可動ステージ６上に例えば半導体ウェハーを固定した
後、低倍率のレンズを設定した顕微鏡１４をのぞきなが
ら、可動ステージ６をマニピュレータを用い適切な位置
に移動し、顕微鏡１４のレンズの高倍率なものに取替
え、探針８を半導体ウェハーに接触させ測定を行なって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近は、半導体集積回
路の高集積化，微細化が著しく進んできたため、測定す
る半導体ウェハー上のチップサイズが大きくなり、各チ
ップパターン内の配線，素子等は微細になってきた。

【０００９】そのため、半導体ウェハー内の特定の位置
を顕微鏡の視野の中心に移動させ、かつ正確な位置に探
針を接触させるには、顕微鏡の倍率を低倍率から徐々に
高倍率に変えていかなければならず、操作時間が長くな
ってきている。また、マニュアルプロバーを用いて半導
体ウェハーの任意の位置に探針を接触させるのは、ウェ
ハー上の半導体集積回路の不具合点を探す場合に多く、
その際レイアウト図面を手元において回路の種々の部分
を探針にて接触させ、測定，判定を行なっている。しか
し、素子の微細化により、図面作成倍率を上げる必要が
あり、チップサイズの拡大化と相俟って、図面サイズが
大きくなってきており、その取り扱いが煩雑となって来
ている。

【００１０】本発明の目的は、レイアウト及びＩＣチッ
プを拡大して観察可能とした半導体検査装置を提供する
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検査装置においては、処理手段
と、可動ステージと、拡大撮像手段と、制御手段と、表
示手段とを有し、半導体装置の任意の配線領域に探針を
接触させて電気的特性を測定する半導体検査装置であっ
て、処理手段は、半導体装置のレイアウトデータを図形
演算するものであり、可動ステージは、測定対象物を保
持し、外部信号に基いて平面上に移動するとともに、平
面内で回転し、かつ現在位置を外部に信号として出力す
るサーボ機能を有するものであり、拡大撮像手段は、可
動ステージ上の測定対象物を拡大撮像するものであり、
制御手段は、処理手段による表示画面の座標データと、
その倍率データと、可動ステージからの信号等を入力と
し、倍率データを基に拡大撮像手段の拡大倍率を変更す
る機能と、座標データから演算された位置情報を基に可
動ステージの位置制御を行う機能とを有するものであ
り、表示手段は、処理手段と拡大撮像手段とからの画像
を別個に独立に表示し、または個別に切替表示し、或い
は画面分割して表示するものである。

【００１２】

【作用】レイアウトデータを直接ディスプレイ装置の画
面上に表示し、その表示画面の座標データに基いて可動
ステージを移動させ、同時にその倍率データの基に可動
ステージ上の測定対象物を拡大表示するようにしたもの
である。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００１４】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
示す構成図である。

【００１５】図において、半導体装置のレイアウトデー
タを表示する図面表示演算処理装置１は、表示用装置と
してのディスプレイ装置２と、データの表示画面を制御
するキーボード３およびマウス４とを有し、レイアウト
データを任意の倍率，視野にて表示することが可能とな
っている。

【００１６】一方、半導体装置を検査する構造として、
半導体ウェハー等の検査対象物５を乗せ、その位置を移
動、回転させる可動ステージ６を有しており、可動ステ
ージ６は外部信号により移動，回転し、かつ現在の位置
を外部に信号として出力するサーボ機能を備えている。
また、可動ステージ６の上面に設けた吸着孔より検査対
象物５を吸着固定する空気吸引用ポンプ７と、検査対象
物５の表面に接触させて測定を行なうための複数の探針
８及び接続コード９と、検査対象物５を拡大表示するた
めの拡大用テレビカメラ１０とを有する。

【００１７】拡大用テレビカメラ１０は、外部信号によ
りレンズの倍率を調節するオートフォーカス機能を備え
ている。拡大用テレビカメラ１０の出力は、ビデオディ
スプレイ装置１１により表示される。

【００１８】レイアウトデータの表示に関して、図面表
示演算処理装置１より、ディスプレイ装置２の表示画面
の座標データ及びその倍率データが制御装置１２に送ら
れ、制御装置１２は、座標データから計算された可動ス
テージ６の移動量を可動ステージ６のサーボ機能に信号
を送る。

【００１９】また、制御装置１２は、倍率データを拡大
用テレビカメラ１０の倍率設定信号として出力し、レイ
アウトデータの表示倍率と、拡大用テレビカメラ１０の
倍率が一定になるように制御している。

【００２０】このような構造において、半導体装置（以
後ＩＣと呼ぶ）を、その設計のために作成されたレイア
ウトデータを参照しながら任意の場所の拡大像と、探針
８を接触させる適切な位置にＩＣを移動させることがで
きる。

【００２１】このような機能を実現させるために、図２
に示す手順により、レイアウトデータ座標系と、可動ス
テージ座標系との対応をとる必要がある。

【００２２】 レイアウト表示画面設定Ｉ レイアウトデータの任意の部分（例えば、ＩＣチップの
画面上の左下隅のボンディングパッドの一端など、実際
のチップ外観上にも認識可能な部分）を、ディスプレイ
装置２の表示画面の中心部に高倍率で表示する（図３
（ａ））。 表示対象物移動（手動） によって表示された位置に対応する測定対象物（ＩＣ
チップ）の部分を、可動ステージ６を手動により移動さ
せ、ビデオディスプレイ装置１１の画面中央部に設定す
る。このとき、拡大用テレビカメラ１０の倍率は手動に
て変更し、最初は低倍率にて表示させ、徐々に倍率を上
げ、最終的には、自動にてで表示した倍率に同一とな
るようにさせる（図３（ｂ））。 第１ポイント位置合せ ，によって、レイアウトデータと実際のＩＣチップ
との１点における位置対応が取れたところで、可動ステ
ージ６の絶対位置情報を制御装置１２に取り込む。 レイアウト表示画面設定ＩＩ で設定した位置とは、縦，横両方ともできる限り離れ
た第２の部分を決め、と同様の手順で表示画面の中心
部に表示する（図３（ｃ））。 表示対象物移動（手動） と同様の手順で、で決めた位置に対応したＩＣチッ
プの部分がビデオディスプレイ装置１１の画面中央部に
なるように可動ステージ６を移動させる（図３
（ｄ））。 ，によってレイアウトデータと実際のＩＣチッ
プの第２の点における位置対応が取れたところで、可動
ステージ６の絶対位置情報を制御装置１２に取り込む。

【００２３】以上の手順により、レイアウトデータの座
標と、可動ステージ６の座標との対応が求められるた
め、それ以後、レイアウトデータのいかなる点を指定し
ても、それに対応するＩＣチップの位置は、可動ステー
ジ６の位置座標を換算し、サーボ機能により自動的に移
動が行なえるようになる。

【００２４】（実施例２）図４は、本発明の実施例２を
示す構成図である。

【００２５】本実施例においては、図形画像表示演算処
理装置１３により、レイアウトデータの表示と、検査対
象物５の拡大画像の表示とを一つのディスプレイ装置２
にて行ない、両方のデータを同時に画面分割をして表示
したり、どちらかのデータのみを表示させることが可能
な構成となっている。他の部分は、実施例１と同一であ
るので、説明は省略する。

【００２６】このような構成とすることにより、ディス
プレイ装置が１つで済むため、本装置の設置面積が小さ
くなり、また同一画面にレイアウト，ＩＣチップが表示
できるので、比較が容易であるという利点がある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、レイアウ
トデータの表示画面と、ＩＣチップの拡大画面が位置，
倍率とも同一になるよう制御されるため、レイアウト図
面を基に可動ステージを移動させるという手間がいら
ず、レイアウト図面の作成自体も必要ない。

【００２８】また、レイアウトデータの任意の場所を表
示させるだけで、それに対応するＩＣチップの位置移動
が自動で行なえるため、迅速に探針の接触させたい位置
に設定でき、容易に検査が行なえるという効果を有す
る。

【００２９】また、レイアウトデータの表示演算処理装
置に、電気的な等電位を追跡するプログラムを導入する
ことで、レイアウトデータ上の一点を選択すると、その
領域と等電位である配線，領域等を強調表示させること
により、回路接続がレイアウトと、実際のＩＣチップと
で異なっていないか等を調べるのが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】可動ステージの位置設定の手順を示した流れ図
である。

【図３】可動ステージの位置設定時のレイアウトデータ
及び検査対象物の表示例を示す図である。

【図４】本発明の実施例２を示す構成図である。

【図５】従来のマニュアルプロバーを示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 図形表示演算処理装置 ２ ディスプレイ装置 ３ キーボード ４ マウス ５ 検査対象物 ６ 可動ステージ ７ 空気吸引用ポンプ ８ 探針 ９ 接続コード １０ 拡大用テレビカメラ １１ ビデオディスプレイ装置 １２ 制御装置 １３ 図形画像表示演算処理装置 １４ 顕微鏡

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理手段と、可動ステージと、拡大撮像
   手段と、制御手段と、表示手段とを有し、半導体装置の
   任意の配線領域に探針を接触させて電気的特性を測定す
   る半導体検査装置であって、処理手段は、半導体装置の
   レイアウトデータを図形演算するものであり、可動ステ
   ージは、測定対象物を保持し、外部信号に基いて平面上
   に移動するとともに、平面内で回転し、かつ現在位置を
   外部に信号として出力するサーボ機能を有するものであ
   り、拡大撮像手段は、可動ステージ上の測定対象物を拡
   大撮像するものであり、制御手段は、処理手段による表
   示画面の座標データと、その倍率データと、可動ステー
   ジからの信号等を入力とし、倍率データを基に拡大撮像
   手段の拡大倍率を変更する機能と、座標データから演算
   された位置情報を基に可動ステージの位置制御を行う機
   能とを有するものであり、表示手段は、処理手段と拡大
   撮像手段とからの画像を別個に独立に表示し、または個
   別に切替表示し、或いは画面分割して表示するものであ
   ることを特徴とする半導体検査装置。