JP3800394B2 - プローブカード解析及びスクラブマーク解析データを最適化するための方法 - Google Patents

プローブカード解析及びスクラブマーク解析データを最適化するための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3800394B2
JP3800394B2 JP2000210553A JP2000210553A JP3800394B2 JP 3800394 B2 JP3800394 B2 JP 3800394B2 JP 2000210553 A JP2000210553 A JP 2000210553A JP 2000210553 A JP2000210553 A JP 2000210553A JP 3800394 B2 JP3800394 B2 JP 3800394B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe card
analyzer
scrub
probe
scrub mark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000210553A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001118890A (ja
Inventor
ストローム ジョン
Original Assignee
アプライド プレシジョン リミテッド ライアビリティ カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アプライド プレシジョン リミテッド ライアビリティ カンパニー filed Critical アプライド プレシジョン リミテッド ライアビリティ カンパニー
Publication of JP2001118890A publication Critical patent/JP2001118890A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3800394B2 publication Critical patent/JP3800394B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06794Devices for sensing when probes are in contact, or in position to contact, with measured object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2887Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks involving moving the probe head or the IC under test; docking stations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2891Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks related to sensing or controlling of force, position, temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07342Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体試験装置に関する。特に、本発明は、半導体プローブカード及びプローブ装置のエラーを判断するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
集積回路をテストするために集積回路の製造者を助けるために、種々の装置及び技術が開発されてきたが、半導体ウェハのダイの形態ではまだ開発されていない。(プローバ装置として知られている)電気的テスト装置に対する各ダイの(「ボンディングパッド」としても知られている)金属処理されたコンタクトパッドを迅速且つ選択的に電気的に相互接続するために、細いワイヤ又は他のコンタクト媒体のアレイが提供される。コンタクト媒体は、各半導体ダイと関連づけられた金属処理されたコンタクトパッドに位置決め可能なように、在来のプリント回路ボードに配置される。当業者に周知なように、これらのプリント回路ボードテストカードは、「プローブカード」又は「プローブアレイカード」として知られてきており、コンタクト媒体は「プローブカードピン」又は「プローブピン」又は「プローブワイヤ」として知られてきている。
【0003】
半導体回路のコンポーネント密度が増大するにつれて、各ダイと関係するコンタクトパッドの数は増大してきた。単一のダイが、各ダイと電気的に接続された600より多いパッドを有することは今日めずらしいことではない。金属処理されたパッド自身は、50μm乃至100μmのオーダーで中心から隔てられたそれらの間で十μmギャップと同じくらい小さいギャップを有する。その結果、プローブアレイカードの細いプローブワイヤは、より高密度パックになってきた。プローブが、プローバ装置によって集積回路ダイの金属処理されたパッドにプレスダウンされるとき、プローブは、目標となっている間、等しい力で実質的に同時にタッチダウンするように、プローブの自由端又は「チップ(tips)」が共通の水平面に配列され、並びに、面内で互いに関して位置決めするプローバを有することは非常に望ましい。ここで使用されたように、用語「タッチダウン」、「レスト(rest)」及び「ファーストコンタクト(first contact)」は同じ意味を有する。パッドと電気的に接続させるプロセスでは、プローブは、プローブがそれらのレスト位置から「オーバートラベルして(over traveled)」反れる。この運動は、用語「スクラブ(scrub)」であり、プローブのレスト位置とオーバートラベル位置とがプローブカードの仕様内であるかどうかを判断することを考慮しなければならない。
【0004】
本発明の譲受人は、電気的特性、平面性、及び水平のアライメント、並びに、種々のプローブカードのスクラブ特性をテストするための装置を開発し、かかるローブカードアレイテスト・加工ステーションを販売する。これらのステーションの重要なコンポーネントは、「チェックプレート(checkplate)」として知られる平面作動表面である。チェックプレートは、プローブカードによってテストを受ける半導体ダイをシミュレートし、プローブの上述特性をチェックする。譲受人のプローブカードアレイのテスト・加工ステーションで使用するための適当なチェックプレートは、1990年4月17日に発行されたStewart等の米国特許第4,918,379号に詳細に記載されており、ここに参考文献として組み入れる。対象プローブカードが固定された位置で保持される間、チェックプレートは、水平相対位置をテストする際のステップにおいて水平に、各プローブチップのタッチダウンコンタクト及びオーバートラベル位置をテストする際のステップにおいては垂直に移動する。以前、及び、上述の特許に記載したように、各プローブチップの水平位置情報は、チェックプレートの抵抗不連続な部分を横切るステップにおいて、絶縁されたプローブチップを移動することによって判断される。近年では、この技術は、プローブチップがそこに属することができるように、十分に大きな表面積を備えたチェックプレートの表面コンタクトプレートに透明な光学窓を配置することによって代替されている。チェックプレートが「オーバートラベル」までプローブが上昇したとき、窓を介してプローブチップを見る電子カメラは、プローブの最初のタッチダウンイメージ、及び、「スクラブ」のためにプローブの配置位置をデジタル化する。最初のタッチダウン位置は、その特定のプローブを再編成する際にオペレータを助けるために、予想されたタッチダウン位置と比較される。
【0005】
水平(例えば、X−Y)面における相対的なプローブチップ位置を判断するための別の従来技術が、Schwartz等の米国特許第5,657,394号に記載されており、その開示は参考文献としてここに組み入れられる。そこに開示されたシステムは、光学窓を介してプローブ位置を見るための知られた位置にビデオカメラを位置決めするために正確な移動ステージを採用する。ビデオイメージ及びステージ位置情報の解析は、プローブポイントの相対位置を判断するのに使用される。このタイプのシステムでは、「参照(reference)」プローブ位置が、正確なステージからの位置情報と組み合わせて、ビデオカメラからの情報を介して第1に決定される。プローブカードのプローブピッチが十分小さいならば、2つ又はそれ以上のプローブが、ビデオカメラで同時にイメージ化され得る。次いで、この隣接したプローブの位置は、ビデオカメラのみからの情報から「参照」プローブに関して参照される。次いで、カメラは、第2のプローブに隣接する第3のプローブに移動し、このプロセスは、全体のプローブカードの各プローブがイメージ化されるまで繰り返される。
【0006】
プローブカードの種々のパラメータを測定するための上述のデバイスに加えて、装置は、プローバ装置を備えたプローブカードによって押されたテストウェハのプローブカードによって作られた実際の「スクラブマーク」を測定するために利用可能である。あるかかる装置は、プローブカード及びプローバ装置によって作られたスクラブマークの高品質なイメージを提供するために、米国ニューメキシコ州Las CrucesにあるVisioneering Research Laboratory, Inc.によって製造される。プローブカード解析(以下、「PCA」という。)装置によって解析されたスクラブパターンが、スクラブマーク解析(以下「SMA」という。)装置によってイメージ化されたテストウェハに作り出されたスクラブマークと適合しない。テストウェハは、半導体ダイでボンディングパッドの表面特性をモデル化する。
【0007】
上述のように、プローブカードアナライザの測定表面は典型的には、硬化鋼、又は最近では、サファイアのような透明な人工又は天然の結晶から作られる。このPCAテスト表面は、半導体ボンディングパッドのアルミ処理された表面よりも硬い。実際には、半導体ボンディングパッドの典型的にアニールされたアルミニウム表面は、半導体プローブ装置によって加えられる圧力下で降伏し、かかる圧力は、ピンあたり5グラムのオーダーであってよい。ピンの表面が非常に小さいことを思い出すと、加えられた圧力は、アルミニウムボンディングパッドの表面を破壊するのに十分であり、プローブピンのオーバートラベル中にプローブチップが「突っ込む(dig in)」ことを生じさせる。プローブカードがその下方への移動が続いたとしても、短い距離の範囲内で、プローブピンのチップはアルミニウム表面内の深くまで進み、停止する。この現象は、本発明の譲受人によって「食い付き(stubbing)」として特徴付けられた。逆に、プローブカードアナライザの硬い金属又はサファイア表面は、プローブピンからの圧力下で降伏しない。更に、プローブカードアナライザの金属又はサファイアコンタクト表面は、非常に研磨され、半導体ダイボンディングパッドのアルミニウム処理された表面のものよりもかなり小さい摩擦係数を有する。その結果、プローブピンは、プローブカードアナライザで「食い付く(stub)」ことなく、プローブピンチップは、アルミ処理されたボンディングパッドよりも遠くに移動する。更に、プローブピンが、アルミ処理されたボンディングパッド(又は、スクラブマークアナライザにおいてボンディングパッドをシミュレートするアルミ処理された半導体テストウェハ)と最初にコンタクトし、又は、プローブピンの「タッチダウン」する位置は、アルミニウム表面に作られたスクラブマークにおいて容易には識別することができない。スクラブマークは、かすかな開始位置と、深く、明瞭に記された終点位置とを備えたブラシストロークと似ている。逆に言えば、プローブカードアナライザは、測定表面でプローブピンのタッチダウン位置、並びに、それは食い付くことなしに表面にわたるその十分な移動を正確に捕捉する。それ故、タッチダウン位置と、プローブカードアナライザのプローブピンの移動位置の終点のいずれも、位置が、実際のアルミニウムボンディングパッド、又は、スクラブマークアナライザによってイメージ化された半導体テストウェハのいずれにも対応しない。
【0008】
当業者に周知なように、解析及びテスト装置の使用を介して、半導体ボンディングパッドのプローブピンの軌道を正確にモデル化することが望ましい。プローブカードアナライザ又はスクラブマークアナライザのいずれもが単独で、金属処理されたボンディングパッドのプローブの正しいタッチダウン位置、及び、アルミ処理されたボンディングパッドのプローブピンの移動位置の正しい終点として正確なデータを提供することができない。
【0009】
それ故、アルミ処理されたボンディングパッドの半導体プローブカードピンの挙動を正確に予測する測定及び解析技術に関する必要性がある。
【0010】
プローブカードとプローバ装置との組合せが特定のタスクについての許容差から外れるときを定量的に測定するプローブカード解析及び測定技術に関する必要性が更にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
それ故、本発明の目的は、半導体ボンディングパッドの半導体プローブカードプローブピンの挙動を正確に予測する方法を提供することである。
【0012】
本発明の更なる目的は、上記目的を達成するために、タスクを正確に実行する際に、プローブカードとプローバ装置との組合せの適切さに関係するデータを数量的に提供することである。
【0013】
本発明の更に別の目的は、半導体ボンディングパッドの半導体プローブカードピンの予測された挙動に基づいてプローブカード及び/又はプローバ装置の性能を最適化するためのデータを提供することである。
【0014】
本発明は、これらの目的、及び、プローブカードアナライザを備えた半導体プローブカードピンのスクラブパターンを測定し、目的とするプローブカードを備えたプローバ装置によって作られた半導体テストウェハのスクラブマークを測定し、金属処理された半導体ダイ表面の複数のプローブカードプローブピンに関する予想可能な正確なタッチダウン及び移動終端のデータを有するデータセットを提供するために結果のデータを組合せことによって、以下の記載から明らかになる目的及び利点を達成する。
【0015】
本発明の好ましい実施形態では、エラー値は、プローブカードアナライザからのデータセット(プローブカードアナライザのタッチダウン位置及び移動終端位置)、及びクラブマークアナライザからのデータセット(スクラブマークアナライザの移動終端位置及びタッチダウン位置)における、異なる、対応する測定値に割り当てられる。次いで、そのエラー値は、スクラブマークアナライザ及びプローブカードアナライザからの対応するデータの間の差が比較されるまで、数学的な水平、垂直、及び回転値(例えば、X,Y及びΘ)反復的に増分することにより最小化される。
【0016】
【発明の実施の形態】
半導体ウェハを図1の参照番号10で全体的に示す。半導体ウェハは、ウェハの表面にわたって直交した行と列に配置された複数のダイ12を有する。従来のウェハは、8インチまでの直径を有しており、各ダイに埋め込まれた半導体回路の複雑さにより、ウェハあたりだいたい200から数千のダイがある。代表的なダイを、図2の参照番号12で全体的に示す。ダイは、複数のボンディングパッド14と、ボンディングパッドによって囲まれた複数の半導体回路16とを有する。典型的には、ボンディングパッドは、アルミニウム処理されたアルミナイズド表面を有する。ボンディングパッドは、集積回路16の外側と、回路自身との間の電気的中間として役立つ。小さなワイヤ(図示せず)が、ボンディングパッド14を半導体回路16と相互接続する。別のセットの小さなワイヤ(図示せず)は、ボンディングパッドを、セラミックの外側ピン(図示せず)と、又は、集積回路をより大きな回路に接続するためのダブルインラインパッケージ(DIP)と相互接続する。
【0017】
図3に示したように、ボンディングパッドはまた、ボンディングパッドを接続するために、半導体プローブカード20に電気的プローブピン18の位置を提供する。当業者には周知なように、半導体プローブカード20は、プローバマシン(図示せず)に受け入れられ、並びに、プローブピン18がボンディングパッド14とコンタクトするとき、複数の電気的テストが半導体回路16で実行されることができるような半導体ウェハ10である。
【0018】
また当業者に周知であるように、プローブカードピン18が使用中にミスアラインとなることも一般的である。いったんミスアライメントが所定の許容度を超えると、プローブカードは、プローブピンのチップ(先端)22を平面戻すために、加工し及び/又は再生産しなければならず、同様に、互いに関して、及びプローブカード20に関して水平方向位置合わせに戻るようにしなければならない。この目的のために、プローブカードアナライザとして知られる種々の装置が構成され、しばしば「チェックプレート」と呼ばれる比較的硬いテスト表面が、半導体ウェハ10の適所に配置される。チェックプレートは、サファイア若しくは他の人工結晶から作られる非常に硬い透明なウィンドウを備え、又は、それぞれのピンチップ22の水平位置決めが互いに関して及びプローブカードに関して測定され得るように、種々の電気的不連続を有する工具で硬化させられたスチールから構成されうる。かかるテストの間、プローブピンが垂直(即ち、「Z」)方向に行き過ぎ、チェックプレートの表面に沿って「スクラブ」することも一般的である。図4の参照番号24で示した点線のように、プローブカード解析スクラブパターンは、良好に構成されたスタート又は「タッチダウン」ポイント26(プローブカードアナライザのタッチダウン位置)、及び、良好に構成された移動終端ポイント28(プローブカードアナライザの移動終端位置)を有する。不幸にも、チェックプレート表面の硬さのために、このスクラブパターンは、実際のボンディングパッド又はテストウェハに作られる図4に実線で示した対応するスクラブマーク30と適合しない。
【0019】
スクラブマーク30は、適当なスクラブマークアナライザによって電気的にイメージされうる。プローブピン18が、比較的小さな力をアルミ化された表面に加えるので、半導体ダイボンディングパッドのようなアルミ処理された表面におけるスクラブマークのスターティング又はタッチダウンポイント32(スクラブマークアナライザのタッチダウン位置)は、識別するのが困難である。実際に、プローブがプローブカード解析チェックプレートにタッチダウンするとき、アルミ処理された表面のタッチダウンポイントは、タッチダウンポイント26が示された場所であるべきである。しかしながら、プローブが識別可能なマークをつくり始める前に、プローブはアルミ処理されたボンディングパッドの表面に沿って「滑ることになるが、プローブカードアナライザによって測定されたタッチダウンポイント26と、スクラブマークアナライザによって測定されたタッチダウンポイント32との間の距離、出願人は「滑り(スケーティング)距離34との用語を与えた
【0020】
同様に、アルミ化されたボンディングパッドと、スクラブマークアナライザのテストウェハの表面とのいずれかにおいて、プローブペンチップの移動終端36(スクラブマークアナライザの移動終端位置)は、プローブカードアナライザによって示されたような移動終端ポイント28に達しない。これは、タッチダウンポイント32でのプローブタッチダウンの直後のために、プローブチップは、地面を耕すように、ボンディングパッドのアルミ化された表面に突っ込む。プローブピンチップとボンディングパッドとの間の摩擦係数は急速に上昇する。その結果、摩擦による力が、プローブピン18を介してプローバ装置によって加えられた前方への力と等しくなるとき、プローブは金属処理された表面に「食い付く(stubs)」。スクラブマークアナライザによって測定された移動終端ポイント36、プローブカードアナライザによって測定された移動終端ポイント28の間の距離は、出願人によって、「食い付き(stubbing)」距離38と呼ばれる。
【0021】
半導体ボンディングパッドのプローブカードピンの挙動を予測する際に、半導体プローバ装置のオペレータにとって重要な点は、スクラブマーク解析(SMA)装置の移動終端ポイント36と、プローブカード解析(PCA)装置タッチダウンポイント26とである半導体ダイの柔らかい保護層上のボンディングパッド領域の外側にプローブカードピンタッチダウンを有することは望ましくない(及び、導体製品の種々のミリタリースタンダード違反でもある)。ピンを曲げたり、パッドを損傷させような過度の圧力をボンディングパッドにかけるような食い付き距離38によって表された過度の食い付きによってローブピン18を激しく変形させることも望ましくない。更に、図5に示すように、プローブ装置自身のエラーのために、プローブカードプローバ装置の組合わせおけるエラーの原因を特定することは非常に望ましい。
【0022】
図5は、プローブカード/プローバの組合わせによって残されスクラブマークを有する半導体ダイの一連のボンディングパッドを概略的に図示する。図5(a)に示すように、全てのスクラブマークは、所望するように実質的にパッドの中央にある。図5(b)は、プローブピン又はどちらかといえばプローブ装置自身のいずれかが、X軸の負の方向にピンをオフセットしたことを図示する。図5(c)は、プローブ装置が多分、Y軸の正方向にオフセットした状態を図示する。図5(d)は、プローブカードがZ軸を中心として時計回りに回転した状態、又は、ピンがその方向に回転された状態を図示する。図5(e)は、X及びY軸の両方で過剰に長いスクラブマークを図示し、プローバは多分、プローブピンに強すぎる力をかけたことを示す。逆に、図5(f)は、細長くない小さなスクラブマークを有し、プローバ装置によってZ軸方向に不十分な力が加えられたことを示す。図5(g)は、ダイの左側に伸長させられたスクラブマークを示し、ダイの右側には非常に短いスクラブマークを示す。この構成は、Y軸に関するピッチエラーを示す。図5(h)は、ダイの上部においてプローブピンに強すぎる圧力がかけられ、ダイの下部においてピンに小さすぎる圧力がかけられたため、X軸に関するロールエラーを示す。
【0023】
スクラブマークアナライザからのスクラブマーク解析データと、プローブカードアナライザからのスクラブパターンデータとを組み合わせることによって、半導体ダイメタライゼーションでのプローブピンの挙動をより正確に予測することができ、並びに、プローブピン位置のエラーの原因がプローブ装置によるものなのか、プローブカード自身に関するプローブピンの位置によるものなのか切り分けることができる。
【0024】
本発明の第1の好ましい実施形態では、X,Y及びΘ方向(図6に示したように左右、上下、及び時計回り逆時計回り)における補正ファクタは、図4に示したような食い付き距離38に対するデータセットにおいて差を最小にするように計算される。図6は、X及びY方向において、半導体ダイ表面12で直交ボンディングパッド14の表示セットを図示する。パッドは、スクラブマークアナライザによって解析されるように、スクラブマーク30を有する。反復の仕方では、X,Y及びΘ方向における補正因子が、米国ワシントン州レドモンドのマイクロソフトコーポレーションから入手できるExcelデータベースプログラムのような在来のコンピュータプログラムによってコンピュータにストアされた結合されたデータセットに加えられる。次いで、エラー値は、ボンディングパッド14と関係する各プローブピン18に関して測定された食い付き距離39と関係付けられる。X,Y及びΘ補正因子又は「オフセット値」が増加するにつれて、食い付き距離38によって表された最小エラー値が見つかる。その最小エラー値、及び、対応するX,Y及びΘオフセットは、プローブカードとプローブ装置との組合せが、許容差外である度合いを量的に示す。エラー値は、食い付き距離38の単純和によって、又は、上述のように、全てのパッドに関する食い付き距離の全ての平均、又は、平均食い付き値の間の差と、プローブカード解析期間とスクラブマークアナライザとの間の移動位置の終点の差との平方和、又は、スクラブマーク解析とプローブマークアナライザとの間の終点位置の際の標準偏差によって計算されうる。当業者の熟練工が使用する特定の数値的方法は、本発明に関してはとるに足らないものである。
【0025】
変形実施形態において、本発明の第2の好ましい実施形態では、エラー値は、図4に示したようなステーク距離34と関係する。本発明のこの変形実施形態では、エラー値はそれぞれ、全てのスクラブマーク30に関する平均ステーク距離34と、プローブカードアナライザによって測定されたようなタッチダウンポイント26及び32とスクラブマークアナライザとの間の差の和との差の合計に割り当てられる。本発明の第1の好ましい実施形態に関して述べたように、平方差の合計、又は、標準偏差技術はまた、エラー値を定義するのに使用されうる。第1の好ましい実施形態に関して述べたように、X方向,Y方向及びΘ方向におけるこの変形実施形態の補正因子では、エラー値が最小になるまで、ステーク距離と相関するタッチダウンポイントの測定された位置に増加しながら加えられる。従って、X,Y及びΘの補正因子は、プローブカードとプローブ装置との組合せが許容差外である度合いに関係する。
【0026】
本発明の第3の実施形態では、スクラブマークの中心は、タッチダウンポイント32と、スクラブマークアナライザによって測定された移動終端ポイント36の間の直線、及び、タッチダウンポイント26と、プローブカードアナライザによって定義され、測定された移動終端ポイント28の間の数学的直線として、スクラブマークアナライザによって数学的に定義される。このスクラブマーク中心線40はまた図6に示したように、X軸においてボンディングパッド14の左又は右端から、及び、Y軸において低端の頂部又は底部端から、スクラブマークアナライザによって直接測定されうる。次いで、エラー値はまた、それらのそれぞれのボンディングパッドに関して中心線40の絶対値の合計として、又は、それらの測定の平方和として割り当てられ得る。X,Y及びΘ方向における補正因子を増大させることにより、その増加解析から得られる最小エラー値は、プローブカードとプローバ装置との組合せが許容差外である度合いを表すX,Y及びΘ補正因子を与える。
【0027】
本発明の第4の実施形態では、スクラブマークの軸42は、スクラブマークアナライザとプローブマークアナライザの両方によって測定され、エラー因子は、本発明の第3の実施形態に関して上で説明したように適用される。
【0028】
更に、プローブカードアナライザからのスクラブパターン、スクラブマークアナライザからのスクラブマーク、及び、図5に示したようなエラーの方位に関して収集されたデータセットを比較することにより、エラーがカードに関するプローブのミスアライメントによるものなのか、プローブ装置に関するカードによるものなのか判断することができる。これらのエラーは特に、テストされているダイが半導体ウェハの周囲に配置されているときに明らかである。
【0029】
最後に、ホットチャック、又は目的とする集積回路のおおよその作動温度までウェハ及びプローブカード20を加熱するための他の手段を備えたプローブ装置において、テストウェハ10をスクラブすることが望ましい。その結果として、スクラブマーク及びそれらの位置は、際のボンディングパッドスクラブマーク、すなわちプローブ装置でテストを受けている半導体ダイのものよく似ていることになる。適当なホットチャックは、米国マサチューセッツ州ニュートンにあるTemptronic Corporationから入手可能である、モデル名「Thermochunck TPO 3000」である。ホットチャックはまた、それらの測定の正確さを改善するために、クラブマークアナライザのイメージ化ステップの間に使用される。
【0030】
上述の観点で、当業者は、上で詳細に記載しなかった本発明の他の実施形態を想像し得るだろう。それ故、本発明は特許請求の範囲によって範囲を決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 複数のダイを有する半導体ウェハの概略図を示す。
【図2】 図1の円周領域に示された半導体ダイの拡大した概略図を示す。
【図3】 複数のプローブピンjと、半導体ウェハを有するプローブカードの断面概略図を示す。
【図4】 スクラブマークアナライザによって解析されたスクラブマークと、プローブカードアナライザによって解析されたスクラブパターンとの概略図を示す。
【図5】 (a乃至hは、)種々のプローブカード及び/又はプローバ装置エラーのためにそこにスクラブマークを有する半導体ダイボンディングパッドの概略図を示す。
【図6】 本発明のデータセットを組み合わせるための方法の概略を示す。

Claims (6)

  1. 半導体プローブカードとプローバ装置とを組合せたものにおける、直交する行と列に整列されたプローブピンチップ(先端)の代表的なミスアライメントを定量化するための方法であって、
    プローブカードアナライザのデータのセットを定義する2つの位置であり、前記プローブカード上の複数のプローブピンに関する2つの位置であるプローブカードアナライザのタッチダウン位置及び移動終端位置を取得するための表面である、比較的硬く滑らかな測定表面を備えたプローブカードアナライザにおいて、当該プローブカードアナライザ上のプローブカードピンの複数の伸長させられたスクラブパターンを測定し、
    硬さ及び表面摩擦に関して半導体ボンディングパッドに極めて近い構成とされたピンコンタクト表面を有するテストウェハに、プローバ装置によってプローブカードピンを押しつけ、かつ、スクラブマークアナライザのデータセットを定義する2つの位置であるスクラブマークアナライザの移動終端位置及びタッチダウン位置を取得するために、スクラブマークアナライザ装置によってコンタクト表面上に形成された複数の伸長させられたスクラブマークを測定し、
    前記プローブカードアナライザのデータセットからのタッチダウン位置データと、スクラブマークアナライザのデータセットからの移動終端位置データとを有する合成されたデータセットを生成するために、前記プローブカードアナライザのデータセットと前記スクラブマークアナライザのデータセットとを合成し、
    合成されたデータセットにおける、対応するスクラブマークアナライザのデータとプローブカードアナライザのデータとの間の差に対してエラー値を割り当て、
    前記エラー値を最小にするために、前記合成されたデータセットを直交オフセット及び回転オフセットによって数学的に最適化し、それによって、当該直交オフセット及び当該回転オフセットが、プローブカードとプローバ装置を組合せたものにおけるプローブピンの定量的なミスアライメントを表すようにする、
    ステップを有する方法。
  2. 前記エラー値が、プローブカードアナライザの移動終端位置とスクラブマークアナライザの移動終端位置の間の差として定義されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記エラー値が、プローブカードアナライザのタッチダウン位置及びスクラブマークアナライザのタッチダウン位置の間の差として定義されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. タッチダウン位置と移動終端位置との間の長軸が、プローブカードのスクラブパターンのパスと、スクラブマークアナライザのスクラブマークのパスとを画定し、
    プローブカードのスクラブパターンのパス及びスクラブマークアナライザのスクラブマークのパスが、前記合成されたデータセットから数学的に決定され、
    前記エラー値が、プローブカードアナライザのスクラブパターンのパスとスクラブマークアナライザのスクラブマークのパスとの間の差として定義される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記テストウェハのピンンタクト表面が、前記プローブカードのピンの直交する位置とほぼ対応する、直交する行と列に配列された複数のコンタクトパッドを有することを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 前記テストウェハが、プローブカードの押し下げ中及びスクラブマークの測定中に、目的とする半導体デバイスのおおよその作動温度まで加熱されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
JP2000210553A 1999-06-07 2000-06-07 プローブカード解析及びスクラブマーク解析データを最適化するための方法 Expired - Lifetime JP3800394B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/327106 1999-06-07
US09/327,106 US6414477B1 (en) 1999-06-07 1999-06-07 Method for optimizing probe card analysis and scrub mark analysis data

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001118890A JP2001118890A (ja) 2001-04-27
JP3800394B2 true JP3800394B2 (ja) 2006-07-26

Family

ID=23275190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000210553A Expired - Lifetime JP3800394B2 (ja) 1999-06-07 2000-06-07 プローブカード解析及びスクラブマーク解析データを最適化するための方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6414477B1 (ja)
EP (2) EP1519200B1 (ja)
JP (1) JP3800394B2 (ja)
AT (1) ATE286261T1 (ja)
DE (2) DE60017016T2 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414477B1 (en) * 1999-06-07 2002-07-02 Applied Precision, Inc. Method for optimizing probe card analysis and scrub mark analysis data
US20020097062A1 (en) * 2000-10-30 2002-07-25 Strom John Timothy Method and process of applying the analysis of scrub mark morphology and location to the evaluation and correction of semiconductor testing analysis, and manufacture
US7373275B2 (en) * 2003-03-14 2008-05-13 Rudolph Technologies, Inc. System and method of point matching measured positions to template positions
JP5089166B2 (ja) * 2003-03-14 2012-12-05 ルドルフテクノロジーズ インコーポレイテッド プローブカードアナライザにおける部品のたわみの影響を軽減する方法
US8466703B2 (en) 2003-03-14 2013-06-18 Rudolph Technologies, Inc. Probe card analysis system and method
US6911814B2 (en) * 2003-07-01 2005-06-28 Formfactor, Inc. Apparatus and method for electromechanical testing and validation of probe cards
KR20070075589A (ko) * 2006-01-13 2007-07-24 삼성전자주식회사 프로브 카드 이상 확인 방법
US8311758B2 (en) 2006-01-18 2012-11-13 Formfactor, Inc. Methods and apparatuses for dynamic probe adjustment
JP2007200934A (ja) * 2006-01-23 2007-08-09 Fujitsu Ltd プローブカードのプローブ針の針跡評価方法
US8531202B2 (en) * 2007-10-11 2013-09-10 Veraconnex, Llc Probe card test apparatus and method
JP4997127B2 (ja) * 2008-01-23 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 検査方法及びこの検査方法を記録したプログラム記録媒体
JP5433266B2 (ja) * 2009-03-19 2014-03-05 東京エレクトロン株式会社 針跡の判定方法及び針跡判定用プログラム
EP2652544B1 (en) 2010-12-14 2020-08-19 Alcon Inc. Colored contact lens
US10295591B2 (en) * 2013-01-02 2019-05-21 Texas Instruments Incorporated Method and device for testing wafers
US9768134B2 (en) 2015-01-29 2017-09-19 Micron Technology, Inc. Methods of forming conductive materials on semiconductor devices, and methods of forming electrical interconnects
TWI652484B (zh) 2018-03-06 2019-03-01 均豪精密工業股份有限公司 探針卡線上調針維修系統及其方法
TWI744805B (zh) * 2020-02-24 2021-11-01 頎邦科技股份有限公司 電路板
TWI800084B (zh) * 2020-11-13 2023-04-21 旺矽科技股份有限公司 用於確認探針是否與接觸墊相接觸的半導體檢測方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583298A (en) * 1984-03-07 1986-04-22 Hewlett-Packard Company Auto calibration method suitable for use in electron beam lithography
US4864227A (en) 1987-02-27 1989-09-05 Canon Kabushiki Kaisha Wafer prober
US4918374A (en) 1988-10-05 1990-04-17 Applied Precision, Inc. Method and apparatus for inspecting integrated circuit probe cards
JP3723232B2 (ja) * 1992-03-10 2005-12-07 シリコン システムズ インコーポレーテッド プローブ針調整ツール及びプローブ針調整法
US5657394A (en) 1993-06-04 1997-08-12 Integrated Technology Corporation Integrated circuit probe card inspection system
US5644245A (en) 1993-11-24 1997-07-01 Tokyo Electron Limited Probe apparatus for inspecting electrical characteristics of a microelectronic element
JP2632136B2 (ja) * 1994-10-17 1997-07-23 日本電子材料株式会社 高温測定用プローブカード
US6414477B1 (en) * 1999-06-07 2002-07-02 Applied Precision, Inc. Method for optimizing probe card analysis and scrub mark analysis data

Also Published As

Publication number Publication date
DE60017016T2 (de) 2005-05-25
US6621262B2 (en) 2003-09-16
US6414477B1 (en) 2002-07-02
EP1061381B1 (en) 2004-12-29
DE60017016D1 (de) 2005-02-03
EP1061381A3 (en) 2001-09-26
EP1519200B1 (en) 2007-01-10
ATE286261T1 (de) 2005-01-15
US20020171414A1 (en) 2002-11-21
EP1061381A2 (en) 2000-12-20
JP2001118890A (ja) 2001-04-27
DE60032953D1 (de) 2007-02-22
EP1519200A1 (en) 2005-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3800394B2 (ja) プローブカード解析及びスクラブマーク解析データを最適化するための方法
US7750622B2 (en) Method of applying the analysis of scrub mark morphology and location to the evaluation and correction of semiconductor testing, analysis and manufacture
US5657394A (en) Integrated circuit probe card inspection system
US4918374A (en) Method and apparatus for inspecting integrated circuit probe cards
US6710798B1 (en) Methods and apparatus for determining the relative positions of probe tips on a printed circuit board probe card
US6239590B1 (en) Calibration target for calibrating semiconductor wafer test systems
JP4495919B2 (ja) プラナリゼーション装置
US5539676A (en) Method of identifying probe position and probing method in prober
US7719297B2 (en) Probe apparatus and method for measuring electrical characteristics of chips and storage medium therefor
US20070159194A1 (en) Probing apparatus
US20100271062A1 (en) Method and apparatus for probe card alignment in a test system
KR100509340B1 (ko) 프린트 회로 보드들을 병렬 테스터로 테스트하는 방법 및장치
US7259581B2 (en) Method for testing semiconductor components
US7355422B2 (en) Optically enhanced probe alignment
JP2001189353A (ja) プローブ検査装置及びプローブ検査方法
US5508629A (en) Method and apparatus for inspecting integrated circuit probe cards
US10768206B2 (en) Loop-back probe test and verification method
TW541430B (en) Test device for semiconductor wafers
US5831443A (en) Probe card array check plate with transition zones
JP2006023229A (ja) プローブカードの品質評価方法及びその装置、プローブ検査方法
KR100262655B1 (ko) 웨이퍼 프로버의 정렬 방법 및 장치
JP4406218B2 (ja) プローブを備えた検査装置、およびプローブを備えた検査装置の位置決め機構による位置決め方法
US20020105348A1 (en) Electronically measuring pin-to-pad alignment using resistive pads

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040517

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20040727

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20040730

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041213

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20050314

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20050406

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060111

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060419

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3800394

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130512

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140512

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term