JP3119567B2

JP3119567B2 - 半導体測定方法

Info

Publication number: JP3119567B2
Application number: JP07021279A
Authority: JP
Inventors: 正晴阿部
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 2000-12-25
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JPH08195423A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体測定方法に関し、
特に被測定物の電極に探針を接触させる半導体測定方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の電気的試験等を行なう半導体の
測定の概要について図３（ａ）（ｂ）に示す。図３
（ａ）は半導体測定の基本構成であり、（ｂ）はその基
本構成拡大図である。図３（ａ）に示すように、半導体
の電気的試験にはテスター（１）とプローバ（２）が用
いられる。プローバ（２）には、図３（ｂ）に示すよう
に探針（３）を多数備えたプローブカード（４）が設置
され、探針（３）は電極の面に対して垂直ではなく、あ
る程度の角度をもって設置される。

【０００３】そして、この探針（３）と電極を接触させ
る際には、図３（ｂ）に示すウエハ（６）を載せたウエ
ハステージ（７）を上昇させる。ウエハステージ（７）
の上昇により探針（３）と電極が接触すると、ステージ
（７）を更に上昇させ探針（３）を電極に確実に接触さ
せる。図４は、従来のプローブカードの接触を示すもの
で、ウエハステージの上昇により探針と電極が接触する
際、探針（３）は電極（５）の表面をすべり、これによ
って確実な電気的コンタクトを得ることができるもので
ある。

【０００４】また、近年のデバイスの高集積化に伴い、
電極の配置密度も高くなる傾向にある。このため前述の
図４にしめすような電極（５）に対して、斜めに探針
（３）を固定したプローブカードでは対応が困難になっ
ている。このような近年の高集積化されたデバイスに対
応するものとして、図５（ａ）の垂直型プローブカー
ド、（ｂ）のバンプ型プローブカードがある。図５
（ａ）に示すものは、探針（３）を電極に対して垂直に
固定したものてあり、また図５（ｂ）に示すものは、探
針の代わりにバンプ（１０）を用いているもので、この
ようなプローブカードも開発されている。一方、一つの
デバイスに対してカテゴリーの異なる複数の電気的試験
を行う際には、１回目の電気的試験において付けられた
傷（８）（図４参照）を避けて安定した接触を得るため
に、２回目は同じ電極（５）内の他の箇所に接触させる
ことが提案されている（公開平３−４６２４６）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、従来のテスタ
ーとプローバが用いらる半導体の電気的試験において、
探針を電極の面に接触させる際に、探針先端部あるいは
電極表面が酸化していたり、不純物が付着していると、
探針と電極の電気的コンタクトは不確実なものとなり、
安定した電気的試験が行なえないという問題があった。
上記従来の技術の図４に示すものでは、探針と電極が接
触する際に探針は電極の表面をすべり、これによって確
実な電気的コンタクトを得ることができるものである
が、探針と電極の接触の際に探針を電極上で滑らせるた
め、電極に傷が付いてしまうという問題があった。この
ため複数回の試験を行う際には、傷の上に探針を接触さ
せねばならず、接触の不安定化という問題もあった。

【０００６】一方、一つのデバイスに対してカテゴリー
の異なる複数の電気的試験を行うなどの複数回の試験を
行う場合の、接触点の電気的コンタクトの安定化のため
に接触する場所を変える方法では、近年のデバイスの縮
小化に伴う電極の縮小化のために、１回目の電気的試験
において付けられた傷を避けて、電極と探針の安定した
接触を得ることは不可能となりつつある。さらに、これ
を行なったとしても電極部分の外観上の問題を引き起こ
すことがあり、電気的試験において合格したデバイス
が、前述したような接触の不安定化という理由で不良と
なるという問題があった。。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物の電
極に探針を接触させ被測定物の電気的動作試験及び電気
的特性試験を行う半導体測定方法において、探針と電極
とを接触させて微小振動を与え、次いで前記探針と前記
電極との前記接触を一旦解除した後に、前記接触と同じ
前記電極の位置に前記探針を再度接触させ、オーバード
ライブを与えて測定を行うことを特徴とする半導体測定
方法である。また、本発明は、被測定物の電極の大きさ
に応じて微小振動の大きさを制御することを特徴とする
半導体測定方法である。

【０００８】

【作用】本発明においては、探針と電極の接触を電気的
試験を行う前に同一位置に複数回行なう。複数回接触を
行うその複数回接触の内訳として、はじめは、探針と電
極が接触した際にウエハにＸＹ方向（左右あるいは前
後）の微小振動を与え、最終の接触ではオーバードライ
ブをかける。これにより確実に接触させることができる
ものである。このように電気的試験を行なう際に、探針
を同一位置に複数回接触させるように構成されているの
で、始めの接触の際にはＸＹ方向の微小振動により探針
先端及び電極表面の酸化物或は付着物を取り除き、最終
の接触では探針と電極の間にオーバードライブをかける
ことによって、充分な電気的コンタクトが得られ、安定
した電気的試験を行なうことができる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。［実施例１］デバイスの電気的試験を行なうためには、
図３（ａ）（ｂ）で前述したように、テスター（１）と
プローバ（２）が用いられる。プローバ（２）には、ウ
エハ（６）を載せて吸着し、ＸＹＺ方向（左右、上下方
向）に移動できるウエハステージ（７）が設けられてい
る。

【００１０】このウエハステージ（７）は、制御部
（９）からの制御信号によって制御される。また、ウエ
ハステージ（７）の上部には、プローブカード（４）が
設置され、これにはウエハ（６）上に形成されたデバイ
スの電極に対応する探針（３）が、電極と垂直に固定さ
れている。また探針（３）の代わりに、バンプを固定し
て電極と接触し、デバイスの電気的試験を行なうことも
できるものである。

【００１１】この実施例について図１で詳細に説明す
る。図１は電極と探針が接触する際の状況で、図１
（ａ）は接触前の図、（ｂ）は接触時の図、（ｃ）は振
動時の図、（ｄ）はオーバードライブ時の図、そして
（ｅ）はフローチャートである。電極（５）と探針
（３）が接触する際には、まず接触前は、図１（ａ）に
示すように、電極（５）と探針（３）の位置を一致さ
せ、次いで高さ方向を位置させる。この作業は、作業者
によるマニュアル或はプローバの自動制御によって行わ
れる。位置及び高さが設定されると、測定が可能な状態
となる。

【００１２】実際に測定される際には、図１（ｂ）の接
触時の図が示すように、電極（５）と探針（３）の接触
を行なう。接触後には、まず制御部（９）からＸＹ方向
の信号を与え、図１（ｃ）の振動時のようにウエハステ
ージ（７）を数μｍから十数μｍ程度微小振動させる。
これによって、電極（５）の表面或は探針（３）の先端
に付着している不純物（１１）を取り除くことができる
ものである。

【００１３】次に、一旦ウエハステージ（７）を下げて
接触を解除し、図１（ｄ）のオーバードライブ時の図の
ように再度接触させる。このときは探針（３）に適した
オーバードライブを与え、これによって電気的試験を行
なうための理想的状況ができる。なお、この実施例で
は、電極（５）と探針（３）の接触によりデバイスの電
気的試験を行うことについて説明したが、探針（３）の
代わりに、バンプを固定して電極と接触し、デバイスの
電気的試験を行なうこともできるものである。

【００１４】図１（ｅ）のフローチャートには、図１
（ａ）〜（ｄ）に対応し、プローバ（２）において探針
（３）と電極（５）の間の高さを認識し、探針（３）と
電極（５）を接触させ、ウエハステージ（７）に微小振
動を与え探針（３）あるいは電極（５）上の不純物（１
１）を取り除き、探針（３）と電極（５）の接触を一旦
解除した後にオーバードライブを与える工程を示してい
るものである。

【００１５】また、一つのデバイスに対して数回のテス
トを行なう場合は、電気的試験を行なう際に既に傷つい
ている。これについて図２に示すと、図２（ａ）の１回
目の電気的試験時図のように傷（８）がついている。こ
れを（ｂ）のように２回目の電気的試験時には、探針
（３）と電極（５）の接触時の微小振動によって、理想
面を作ることができるので、その後、探針（３）に適し
たオーバードライブを与え、常に充分な電気的コンタク
トを得ることができる。

【００１６】［実施例２］次に、本発明の第２の実施例
について示す。この第２の実施例は、デバイスによって
電極の大きさが異なるものであり、それの測定について
図１、図３で説明する。なお、上記の実施例１と同様に
操作するものであり、電極の大きさが異なる点の特徴的
なことについて述べる。電極（５）がデバイスによって
大きさが異なる場合には、この電極（５）の大きさに対
応して、微小振動の大きさを自在に変化させるもので、
まず、プローバ（２）におけるセットアップの際、電極
（５）のＸＹの大きさをプローバＣＰＵ（１２）に認識
させる。制御部（９）では、プローバＣＰＵ（１２）か
ら電極（５）のデータを受け取り、パッドの大きさに適
する量の微小振動を与えるようにウエハステージ（７）
を制御するものである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定方法
によれば、いかなる測定状況においても探針と電極の接
触において充分な電気的コンタクトを得ることができ、
これによって安定した電気的試験を行なうことができる
という効果を有し、また、電極の大きさに応じて微小振
動の大きさを制御することができると、様々な電極の大
きさの製品に対して最適の微小振動を与えることがで
き、電極の不純物を取り除く範囲を必要最低限にするこ
とができるのでスループットを向上させることができる
という効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施例を示す図

【図２】本発明のもう一つの実施例を示す図

【図３】半導体測定の基本構成図およびその基本構成
拡大図

【図４】従来のプローブカードの接触を示す図

【図５】従来の垂直型プローブカードおよびバンプ型
プローブカードを示す図

【符号の説明】

１テスター２プローバ３探針４プローブカード５電極６ウエハ７ウエハステージ８傷９制御部１０バンプ１１不純物１２プローバＣＰＵ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の電極に探針を接触させ被測定
物の電気的動作試験及び電気的特性試験を行う半導体測
定方法において、探針と電極とを接触させて微小振動を
与え、次いで前記探針と前記電極との前記接触を一旦解
除した後に、前記接触と同じ前記電極の位置に前記探針
を再度接触させ、オーバードライブを与えて測定を行う
ことを特徴とする半導体測定方法。
【請求項２】被測定物の電極の大きさに応じて微小振
動の大きさを制御することを特徴とする請求項１に記載
の半導体測定方法。