JP3960872B2 - プローバ装置及び半導体装置の検査方法 - Google Patents

プローバ装置及び半導体装置の検査方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの検査技術に関し、特に半導体ウェハに配列された所望の機能を有する複数のチップをウェハ状態で検査するプローバ装置及びプローバ装置を用いて検査する半導体装置の検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置(以下、LSIとする)の電気的検査を行う代表的な工程として、各種素子や配線の形成を行うウェハ処理工程終了後にウェハ上に形成された各LSIチップをウェハ状態のままで検査を実施する工程(以下、G/W工程と称する)と、個々のパッケージ(以下、PKGとする)に組み立て後に検査を実施する工程(以下、選別工程と称する)がある。
【0003】
そして、いずれの工程の電気的検査においても、検査装置は正確な検査のために、ウェハ状態或いはPKG状態いずれの場合でも、被検査LSIの各端子とLSIテスタの対応する各端子とが安定した電気的接続状態を実現するように構成されているが、近年の多端子化したLSIの測定や並列測定等の際に、一部の端子の接触抵抗のバラツキ等の測定系のバラツキが原因で、本来良品であるLSIを不良品と誤判定する場合がある。
【0004】
通常、個々のPKGに組み立てられたLSIの電気的検査を行う選別工程では、不良判定されたLSIを集めて再検査を実施することは可能であり、例えば特開2000−258496号公報には、誤判定により不良品とされたものを、再検査により救済できる可能性を向上した検査方法及び検査装置を開示している。
【0005】
一方、G/W工程の場合は、検査対象のチップは物理的にウェハ上で一体となり結合しているので、判定結果が不良品となっている不良品判定チップのみを分離して集めることはできない。この問題を解決する方法として、G/W工程の本検査でチップの良品又は不良品の判定結果と共に当該チップのウェハ上での位置情報を併せた検査結果を記録しておき、本検査終了後に記録された検査結果を読み出して不良品判定チップのみ再検査するようにしたウェハの試験方法が、特開昭59−127844号公報や特開平5−74878号公報(以下、公知例とする)に開示されている。
【0006】
図11及び図12は、それぞれ公知例に開示された本検査及び再検査のフローチャートである。図11を参照すると、この公知例のウェハの試験方法では、先ず本検査(1回目の検査)で被検査ウェハ内の全チップの検査を行い、チップ毎の良品又は不良品の判定結果及び当該ウェハ内でのアドレス情報を記憶装置に記憶させる。次に、2回目の検査では、図12を参照すると、被検査ウェハを検査装置にローディングした後、予め当該被検査ウェハの前の試験結果を読み取り、不良品判定チップのみ検査を実施している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体ICはいっそうの高速化が進み、電気的特性検査においても、より高度な測定精度が要求されている。その為、従来では顕在化していなかった検査装置と半導体IC間の僅かな接触抵抗の変動や、同時に複数個測定するときの微細なばらつきの影響が顕著となるに至っている。このような場合、本来の実力は良品であるにもかかわらず、検査結果は良品の範囲に至らず、不良判定されてしまう場合がある。
【0008】
上述した従来のウェハの試験方法では、単に不良品判定チップの再検査を実施することはできるが、例えば検査中に変動する接触抵抗が原因で不良判定となった場合の対策等、不良判定が誤ってなされた原因に応じた処置を施すことについては何も考慮されていなかった。
【0009】
G/W工程の電気的検査では、チップの検査数が増大するにつれて検査用プローブとチップの電極との間の接触抵抗が増大する傾向がある。これは例えばチップの電極材料(錫(Sn)を主成分とする半田、アルミニウム(Al)銅(Cu)等の場合が多い)屑が検査用プローブに付着し、後に酸化物となり絶縁体として機能し、接触抵抗が増大する要因となるからである。したがって再検査の良品率向上を実現するには、再検査の実施前に検査用プローブを清掃することにより接触抵抗増大の要因である金属酸化物を除去することは非常に重要である。
【0010】
又、近年は、一つのチップ内の複数の電極にそれぞれ接触する複数の探針からなるプローブブロック(以下、PBとする)を複数個有し、複数のチップに同時に接触して複数チップを同時に検査するようにした並列測定用プローブを検査用プローブとして用いられることも多いが、この場合例えばPB毎の不良判定比率や不良内容の偏りの有無等を確認し、その結果に応じた処理を施して再検査を実施する等の方法が、誤判定による不良判定品を救済するためには重要である。
【0011】
本発明は、本来は良品であるにもかかわらず測定系の揺らぎ等により誤って不良品と判定されたチップを、再検査により救済できる可能性を向上するプローバ装置及び半導体装置の検査方法を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明によるプローバ装置は、複数の前記チップが配列されたウェハを挿入したキャリアを装填するキャリア収納部と、検査実行時に被検査ウェハを載置する検査ステージと、前記ウェハを所望の場所に搬送して載置するウェハ搬送部と、所定の電気的試験装置(以下、LSIテスタとする)に接続し且つ前記被検査ウェハ内の前記チップの電極に接触する検査用プローブと、前記LSIテスタにより実行される前記チップの第1の電気的検査の良品又は不良品の判定結果を含む第1検査結果を当該被検査ウェハ上での位置情報と共に記録する記憶部と、前記被検査ウェハ内の全てのチップの前記第1の電気的検査が終了した時点で前記被検査ウェハを一時的に保持する測定後バッファ部と、前記被検査ウェハ内の全てのチップの前記第1検査結果に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択する選択部と、前記再検査対象チップに対して前記LSIテスタにより第2の電気的検査を実行し第2検査結果を取得すると共にこの第2検査結果に基づき前記第1検査結果の内容を修正する再検査制御部と、を少なくとも備えることを特徴とする。
【0013】
このとき、所定の位置に保持された前記検査用プローブを清掃する清掃用ウェハを更に備え、前記選択部は前記再検査対象チップの選択処理の実施と並行して、当該被検査ウェハを前記測定後バッファに移動させると共に前記清掃用ウェハを前記検査ステージに載置させ、更に前記検査用プローブの清掃処理を実施するようにしてもよい。
【0014】
又、ウェハプローバが所定の位置に設けられた前記検査用プローブを清掃するプローブ清掃部を更に備えている場合は、前記選択部が前記再検査対象チップの選択処理の実施と並行して、前記検査用プローブを前記プローブ清掃部に移動させ、前記検査用プローブの清掃処理を実施するようにすることもできる。
【0015】
又、前記検査用プローブが、一つの前記チップ内の複数の電極にそれぞれ接触する複数の探針からなるプローブブロック(以下、PBとする)を複数個有し、複数の前記チップに同時に接触して複数の前記チップを同時に検査するようにした並列測定用プローブであるとき、前記第1検査結果が各チップに接触した前記PBのPB位置情報を含み、
前記第1検査結果に基づいて前記PB毎の良品率を算出し、このPB毎良品率が最大のPBを最適PBとして選択するプローブ選択部を更に備え、
前記再検査制御部は前記再検査対象チップに前記最適PBを接触させて前記第2の電気的検査を実行する構成にするのが好ましい。
【0016】
又、前記第1検査結果が前記チップ毎の不良内容情報を含み、前記選択部は不良品の前記不良内容情報に基づいて前記再検査対象チップを選択するのが望ましい。
【0017】
又、本発明の半導体装置の検査方法は、所定のプローバ装置とこのプローバ装置に接続した所定の電気的試験装置(以下、LSIテスタとする)を用いて半導体ウェハに配列された所望の機能を有する複数のチップをウェハ状態で検査する方法であって、
複数のチップが配列されたウェハを挿入したキャリアをプローバ装置に供給しキャリア収納部に装填するキャリア供給ステップと、
前記キャリアから第1の電気的検査の対象となる被検査ウェハを取り出して搬送し、検査ステージに載置するウェハ搭載ステップと、
前記検査ステージに載置された前記被検査ウェハ内の全チップについて、前記LSIテスタに接続した検査用プローブを各前記チップの電極に接触させて第1の電気的検査を実施し、各前記チップ毎の良品又は不良品の判定結果を含む第1検査結果を当該被検査ウェハ上での位置情報と共に所定の記憶部に記録する第1検査ステップと、
前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した後で前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1検査結果に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択するチップ選択ステップと、
前記再検査対象チップに対して前記LSIテスタにより第2の電気的検査を実行し第2検査結果を取得する第2検査ステップと、
前記第2検査結果に基いて前記記憶部に記録された前記第1検査結果の内容を修正し、当該被検査ウェハの検査結果を確定する検査結果確定ステップと、
を少なくとも含むことを特徴とする。
【0018】
このとき、前記プローバ装置が、前記被検査ウェハを前記検査ステージから一時的に移動させて保持する測定後バッファ部と、所定の位置に保持された前記検査用プローブを清掃する清掃用ウェハを更に備え、
前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した時点で当該被検査ウェハを前記検査ステージから前記測定後バッファ部に移動させる仮移動ステップと、
仮移動ステップの後で前記清掃用ウェハを前記検査ステージに載置し、前記検査プローブの清掃を実施させる第1清掃ステップと、
前記第1清掃ステップの後で前記清掃用ウェハを前記検査ステージから除去し、前記測定後バッファ部に保持されている前記被検査ウェハを前記検査ステージに再び載置するウェハ再搭載ステップと、を更に含み、
前記仮移動ステップ、前記第1清掃ステップ及び前記再搭載ステップは前記チップ選択ステップと並行して実施され、前記第2検査ステップは前記ウェハ再搭載ステップの後で実施する構成とすることができる。
【0019】
又、前記プローバ装置が、所定の位置に設けられた前記検査用プローブを清掃するプローブ清掃用部を更に備えるときは、
前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した時点で、前記検査プローブを前記プローブ清掃部に移動させて前記検査用プローブの清掃を実施させる第2清掃ステップを更に含み、
前記第2清掃ステップは前記チップ選択ステップと並行して実施され、前記第2検査ステップは前記第2清掃ステップ及び前記チップ選択ステップの双方が終了した後で実施する構成としてもよい。
【0020】
又、前記検査用プローブが複数のPBを有し、複数の前記チップを同時に検査するようにした並列測定用プローブであるときは、前記第1検査結果が各チップに接触した前記PBのPB位置情報を含み、
前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した時点で、前記第1検査結果に基づいて前記PB毎の良品率を算出し、このPB毎良品率が最大のPBを最適PBとして選択するプローブ選択ステップを更に備え、
前記第2検査ステップは、前記再検査対象チップに前記最適PBを接触させて前記第2の電気的検査を実行する構成とするのが好ましい。
【0021】
又、前記第1検査結果は前記チップ毎の不良内容情報を含み、前記チップ選択ステップは不良品の前記不良内容情報に基づいて前記再検査対象チップを選択する構成となっているのが望ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図1は本発明によるプローバ装置の一実施形態を示す概略的な斜視図である。図1を参照すると、本実施形態のプローバ装置10は、複数のチップが配列されたウェハ3を挿入したキャリア1を装填するキャリア収納部11と、検査部12に設けられた検査実行時に被検査ウェハを載置する検査ステージ13と、ウェハ3を所望の場所に搬送して載置するウェハ搬送部14と、図示されていない所定の電気的試験装置(以下、LSIテスタとする)に接続し且つ被検査ウェハ内の各チップの電極に接触する検査用プローブ15と、被検査ウェハ内の全てのチップの本検査が終了した時点で被検査ウェハを一時的に保持する測定後バッファ部16と、プローバ装置10全体を制御する制御ユニット17と、各種設定条件の入力等を行う操作パネル19を備えている。又、制御ユニット17は、LSIテスタにより実行されるチップの第1の電気的検査である本検査の良品又は不良品の判定結果を含む第1検査結果を被検査ウェハ上での位置情報と共に記録する記憶部17aと、被検査ウェハ内の全てのチップの前記第1検査結果に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択する選択部17bと、再検査対象チップに対してLSIテスタにより第2の電気的検査である再検査を実行し第2検査結果を取得すると共にこの第2検査結果に基づき第1検査結果の内容を修正する再検査制御部17cを少なくとも備えている。尚、上記構成において、記憶部17aは、例えば半導体記憶装置やハードディスク装置等により容易に構成でき、選択部17b及び再検査制御部17cはマイクロコントローラ(MCU)とその処理プログラムにより構成することができる。
【0023】
キャリア1をプローバ装置10のキャリア収納部11へ供給すると、搬送部14がキャリア1よりウェハ3を1枚ずつ取り出し、検査部12にある検査ステージ13へ供給する。ここで、図示されていないLSIテスタに接続した検査用プローブ15をチップ上の電極に接触させて良品か不良品を判定する。図2は、検査用プローブ15が、一つのチップ内の複数の電極にそれぞれ接触する複数の探針からなるプローブブロック(以下、PBとする)を複数個有し、複数のチップに同時に接触して複数のチップを同時に検査するようにした並列測定用プローブの場合の一例の模式的な拡大斜視図で、4個のPB15a,PB15b,PB15c,PB15dを備えており、一度に4チップの電気的検査が可能である。検査結果は記憶部17aに保持され、ウェハ3上にある全てのチップの検査が終了し、搬送部14によりキャリア1への収納が開始されると、図示されていない複数の各プローバ装置間を接続するホストコンピューターに転送される。図3は、被検査ウェハ3の検査結果を説明するための図で、(a),(b)及び(c)はそれぞれウェハ3の第1検査結果における良品又は不良品の判定結果の一例を模式的に示す図、検査用プローブ15が並列測定用プローブの場合の一例のPB配置図及び不良品判定チップの第1検査結果に含まれる情報の一部を示す一覧表の例である。尚、図3(a)では、良品判定チップ及び不良品判定チップを、それぞれ“P”及び“F”で表示している。検査部12で検査中は、検査結果は当該プローバ装置10の記憶部17aに保持されており、個々のチップの検査結果は図3に示すようにXとYからなるアドレス毎に記憶されているので、プローバ装置10は電気的検査にて不良判定となったチップを認識することは可能である。
【0024】
次に、このプローバ装置10による半導体装置の検査方法をプローバ装置10の動作と共に説明する。図4は、プローバ装置10による半導体装置の検査方法の第1の実施形態のフローチャートである。又、図5乃至図7は、それぞれ図4のチップ選択ステップP4、プローブ清掃ステップP5及び再検査ステップP7の詳細フローチャートの例である。尚、図6の(a)及び(b)は、それぞれ清掃用ウェハを使用する場合及びプローバ装置10がプローブ清掃部18を備えている場合のフローチャートである。
【0025】
図4乃至図7を参照すると、本実施形態の半導体装置の検査方法は、
複数のウェハ3を挿入したキャリア1をプローバ装置10に供給しキャリア収納部に装填するキャリア供給ステップP1と、
キャリア1から本検査の対象となる被検査ウェハを取り出して搬送し、検査部12の検査ステージ13に載置するウェハ搭載ステップP2と、
検査ステージ13に載置された被検査ウェハ3内の全チップについて、LSIテスタに接続した検査用プローブ15を各チップ上の電極に接触させて本検査を実施(P31)し、各チップ毎の良品又は不良品の判定結果をを含む第1検査結果を取り込む(P32)と共に当該被検査ウェハ上での位置情報であるチップアドレスも取り込んで(P33)、これらを記憶部17aに記録(P34)する第1検査ステップP3と、
被検査ウェハ内の全チップの第1検査ステップP3を終了した後で被検査ウェハ内の全チップの第1検査結果(以下、単にウェハの第1検査結果と略す)に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択するチップ選択ステップP4と、
検査用プローブ15の清掃処理を行うプローブ清掃ステップP5と、
LSIテスタにより再検査対象チップの再検査を実施して必要な処理を行う再検査ステップP7と、を含み構成される。尚、チップ選択ステップP4とプローブ清掃ステップP5は、並行して処理が進められ、双方のステップが終了した後、再検査ステップP7を実施する。又、キャリア1に複数のウェハ3が挿入されている場合は、ウェハ搭載ステップP2乃至再検査ステップP7を全てのウェハについて繰り返せばよい。
【0026】
チップ選択ステップP4は、具体的には先ず本検査の結果が不良判定のチップの不良内容に基づいて再検査対象チップを選択するかを判断(P41)し、不良内容に基づく再検査対象チップの選択処理をしない場合は、全ての不良品判定チップを再検査対象に指定(P48)する。選択処理を行う場合は、本検査の結果が不良品判定チップの第1検査結果を取得(P42)し、不良内容を確認(P43)し、当該チップを再検査対象にするか判定(P44)し、再検査対象にしない場合は当該チップの第1検査結果をそのまま保持し、再検査対象にする場合は当該チップの第1検査結果に再検査対象であることを表す情報を付加する或いは例えば再検査制御部17cが保持する再検査テーブルのような一覧リストに当該チップを登録する等して再検査対象チップに指定(P45)する処理を、当該被検査ウェハ3の本検査の結果が不良判定の全チップについて施す。
【0027】
又、プローブ清掃ステップP5は、被検査ウェハ3の本検査を終了すると、先ず搬送部14により当該ウェハ3を検査ステージ13から測定後バッファ部16に移動(仮移動ステップP51)し、次にプローバ装置10内の所定の場所に保管されている清掃用ウェハ(図示せず)を検査ステージ13に載置(P52)して検査用プローブ15に付着しているチップの電極材料屑を除去する等の清掃を実施(第1清掃ステップP53)し、次に清掃用ウェハを所定の位置に移動(P54)させた後、測定後バッファ部16に移動させてあった本検査済みウェハ3を再び検査ステージ13に移動(ウェハ再搭載ステップP55)させて処理を終了する。
【0028】
再検査ステップP7は、先ず最初の再検査対象チップのチップアドレスを取得(P71)し、次にこのチップアドレスに応じて所定の検査用プローブ15を移動させてこの再検査対象チップに接触(P72)させた後、チップの検査を実施(第2検査ステップP73)する。次に、検査結果を取り込み(P74)、この再検査結果を記憶部17aに書き込んで(検査結果確定ステップP75)当該チップの第1検査結果を修正する。尚、第1検査結果の修正に際しては、必要に応じて第1検査結果の内容を保持したまま再検査結果の内容(不良項目等)を追加することもできる。次に、全ての再検査対象チップの再検査処理が終了したか判定(P76)し、未了であれば次の再検査対象チップのチップアドレスを取得(P77)し、P72〜P76を繰り返す。全ての再検査対象チップの再検査処理が終了したら、当該ウェハ3を搬送部14によりキャリア1への収納すると共に、当該ウェハ3の検査結果を確定して図示されていない複数の各プローバ間を接続するホストコンピューターに転送(P78)する。
【0029】
尚、プローバ装置10に検査用プローブ清掃部18を設けて検査用プローブ15をプローブ清掃部18に移動させることができる場合は、ウェハ3を検査ステージ13に載置したままで、ソフトプログラム的に検査用プローブ15をプローブ清掃部18に移動(P51a)させて検査用プローブ15の清掃を実施(P52a)することができるので、この場合は測定後バッファ部16を設けなくてもよい。逆に、プローバ装置10の構成上の制約等により測定後バッファ部16を設けることができない場合は、検査用プローブ清掃部18を設けてソフトプログラム的に検査用プローブ15をこの検査用プローブ清掃部18に移動させることができるようにするのが望ましい。
【0030】
次に1枚のウェハ3を検査ステージ13に載置した後のプローバ装置10の具体的動作を説明する。
【0031】
先ず、検査部12の検査ステージ13に載置したウェハ3について第1検査ステップ3を実施する。具体的にはウェハ3上の全てのチップに対して本検査を実施(P31)し、個々のチップ毎に良品又は不良品判定結果を取り込む(P32)と共にチップアドレスも取り込み(P33)を記憶部17aへ書き込み(P34)を行う。ウェハ3上の全チップの本検査の結果である第1検査結果は記憶部17aに保持されており、プローバ内に保持した状態である。
【0032】
全チップの本検査後、チップ選択ステップP4で第1検査結果に基づいてウェハ3内の再検査対象チップを選択すると共にプローブ清掃ステップP5で検査用プローブ15の清掃処理を並行して行う。
【0033】
先ず、ウェハ3の第1検査結果が図3に示す状態である場合を例にして、チップ選択ステップP4を具体的に説明する。又、図3(c)は、記憶部17aに記録されている各不良品判定チップの不良内容の例を示す一覧表である。この場合、不良品判定チップはF1乃至F6の6つであり、それぞれのアドレスはF1:(X=3,Y=2)、F2:(X=3,Y=4)、F3:(X=6,Y=4)、F4:(X=10,Y=4)、F5:(X=8,Y=5)、F6:(X=7,Y=6)となっている。先ず、本検査の結果が不良判定のチップの不良内容に基づいて再検査対象チップを選択するかを判断(P41)する。
【0034】
以下、選択処理を実施する場合について説明する。本検査で不良品判定となったこの6つのチップは再検査対象の候補であるので、先ず例えばアドレスが(X=3,Y=2)のチップF1の本検査結果を取得(P42)し、不良内容を確認する(P43)。このチップF1の不良内容Aは電圧値規格外れである。再検査対象の選択基準が例えば、“不良内容が電圧値規格外れ以外の不良品判定チップを再検査対象にする”であったとすると、チップF1は再検査対象には指定されず、不良品判定が確定する(P44)。未だ未処理の不良品判定チップが残っているので(P46)、次にアドレスが(X=3,Y=4)のチップF2の本検査結果を取得(P47)し、不良内容を確認する(P43)。このチップF2の不良内容Bは電流値規格外れであるので、チップF2は再検査対象には指定される(P45)。以下、残りの不良品判定チップについても同様に処理し、再検査対象チップを記号‘R’で表すと、図8(a)に示すように6個の不良品判定チップの中で5個のみが再検査対象チップに選択されたことが分かる。尚、再検査対象チップをどのように選択するかは、チップの種類、製造工程における製造履歴や使用する検査装置等々を考慮して適宜設定すれば良い。例えば、選択基準を、“不良内容が電流値規格外れのみを再検査対象にする”であったとすると、チップF2,チップF3,及びチップF5が再検査対象チップに指定される。このように、不良内容に応じて再検査対象を選択することにより、再検査を効率的に実施することができる。
【0035】
又、チップ選択ステップP4と並行して実施されるプローブ清掃ステップP5を清掃用ウェハを使用する場合を例として説明する。全チップの本検査が終了すると、ウェハ3を搬送部14により測定後バッファ部16へ移動させる(P51)。次に、ウェハ3が無くなった検査ステージ13に、検査用プローブ15を清掃するための図示されていないプローブ清掃用ウェハを載置(P52)して、検査用プローブ15を清掃(P53)する。検査用プローブ15の清掃処理を終了すると、清掃用ウェハを所定の保管位置へ移動(P54)させ、測定後バッファ部16に保持されている本検査済みのウェハ3を再び検査ステージ13に移動させる。
【0036】
尚、プローバ装置10が、プローブ清掃部18を備えている場合は、本検査済みウェハ3を検査ステージ13に載置したままで、検査用プローブ15をプローブ清掃部18に移動(P51a)させて、検査用プローブ15の清掃処理を施し(P52a)た後、検査用プローブ15を再び検査部12に移動させる(P53a)ようにしてもよい。
【0037】
チップ選択ステップP4及びプローブ清掃ステップP5が完了すると、次に再検査ステップP7を実施する。上述の例では、チップF1は再検査対象に指定されていないので、チップF2乃至チップF6について再検査を実施する。最初の再検査対象チップとしてチップF2のチップアドレスを取得(P71)し、次にこのチップアドレスに応じて所定の検査用プローブ15を移動させてこの再検査対象チップに接触(P72)させた後、チップの検査を実施(第2検査ステップP73)する。次に、検査結果を取り込み(P74)、この再検査結果を記憶部17aに書き込んで(検査結果確定ステップP75)当該チップの第1検査結果を修正する。尚、第1検査結果の修正に際しては、必要に応じて第1検査結果の内容を保持したまま再検査結果の内容(不良項目等)を追加することもできる。次に、全ての再検査対象チップの再検査処理が終了したか判定(P76)し、未了であれば次の再検査対象チップのチップアドレスを取得(P77)し、P72〜P76を繰り返す。全ての再検査対象チップの再検査処理が終了したら、当該ウェハ3を搬送部14によりキャリア1への収納すると共に、当該ウェハ3の検査結果を確定して図示されていない複数の各プローバ間を接続するホストコンピューターに転送(P78)する。図8(b)は、図8(a)に図示した再検査対象チップの再検査結果を模式的に示す図で、チップアドレス(X=6,Y=4)のチップF3及びチップアドレス(X=8,Y=5)のチップF5の再検査結果が良品判定であったことを示している。従って、このウェハ3では再検査により2個の良品を救済できたことになる。
【0038】
次に、本発明のプローバ装置10による半導体装置の検査方法の第2の実施形態について説明する。図9は本実施形態の半導体装置の検査方法の一例のフローチャートであり、図10は図9のプローブ選択ステップの詳細フローチャートである。本実施形態は、検査用プローブ15が、図2に示すように、複数のPBを有し、複数のチップを同時に検査するようにした並列測定用プローブの場合に好適な方法である。
図9、図10を参照すると、本実施形態の半導体装置の検査方法は、
キャリア供給ステップP1と、ウェハ搭載ステップP2と、
検査ステージ13に載置された被検査ウェハ3内の全チップについて、LSIテスタに接続した検査用プローブ15を各チップ上の電極に接触させて本検査を実施(P31)し、各チップ毎の良品又は不良品の判定結果をを含む第1検査結果を取り込む(P32)と共に当該被検査ウェハ上での位置情報であるチップアドレス及び当該チップの本検査に用いたPBの位置情報も取り込んで(P33a)、これらを記憶部17aに記録(P34)する第1検査ステップP3aと、
被検査ウェハ内の全チップの第1検査ステップP3aを終了した後で被検査ウェハの第1検査結果に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択するチップ選択ステップP4と、
プローブ清掃ステップP5と、
被検査ウェハ内の全チップの本検査を終了した時点で、当該ウェハの第1検査結果に基づいてPB毎の良品率を算出し、このPB毎良品率が最大のPBを最適PBとして選択するプローブ選択ステップP6と、
LSIテスタにより再検査対象チップの再検査を実施して必要な処理を行う再検査ステップP7と、を含み構成される。尚、チップ選択ステップP4、プローブ清掃ステップP5及びプローブ選択ステップP6は、並行して処理が進められ、これら全てのステップが終了した後、再検査ステップP7を実施する。尚、本実施形態の場合、再検査ステップP7では再検査対象チップに最適PBを接触させて再検査を実行する。又、キャリア1に複数のウェハ3が挿入されている場合は、ウェハ搭載ステップP2乃至再検査ステップP7を全てのウェハについて繰り返せばよい。
【0039】
上記の通り、本実施形態の検査方法は基本的には第1の実施形態の検査方法と同様であるが、検査用プローブ15として並列測定用プローブ用いることに対応して、第1検査ステップP3及び再検査ステップP7の一部を変更すると共に、プローブ選択ステップP6が追加されている。尚、キャリア供給ステップP1、ウェハ搭載ステップP2、チップ選択ステップP4及びプローブ清掃ステップP5は、第1の実施形態の検査方法と全く同様であり、これらの説明は省略する。以下、第1の実施形態の検査方法との差異を中心に説明する。
【0040】
本実施形態の第1検査ステップP3aで使用する検査用プローブ15は、図3(b)のように例えば4個のPB15a,PB15b,PB15c,PB15dを備えており、一度に4チップの電気的検査が可能で且つ各チップ毎に接続したPBの位置も分かるのでこのPB位置情報を取り込み(P33a)、第1検査結果にPB位置情報も付加して記録(P34)しておくことができる。則ち、本実施形態の検査方法の第1検査ステップP3aは、第1検査結果に各チップを検査したPB位置情報を備えている点が第1検査ステップP3と異なっている。
【0041】
又、プローブ選択ステップP6は、被検査ウェハ内の全チップの第1検査ステップP3aを終了した後で、ウェハの第1検査結果を取得(P61)して、PB位置毎の良品率を算出(P62)し、PB毎良品率が最大のPBを再検査用PBに指定(P63)する。そして、再検査ステップP7では、各再検査対象チップにこの再検査用PBを接触させて検査することにより、検査用プローブ15の中で最も好ましい(則ち、測定系の変動の影響が最も小さい、或いは電気的特性が最も優れた(接触抵抗や探針間リーク電流等が小さい))PBを用いて再検査することになるので、再検査を効果的に実施することができる。る。図3の例では、発生した6つの不良判定は、PB15aで1個、PB15bで0個、PB15cで1個、そしてPB15dでは4個発生している。従って、PB15bを再検査用PBに指定して再検査するのが最も効果的である。尚、プローブ選択ステップP6は、チップ選択ステップP4及びプローブ清掃ステップP5との並列処理が望ましいが、チップ選択ステップP4とは直列処理にすることもできる。
【0042】
以上説明したとおり、本発明のプローバ装置及び半導体装置の検査方法によれば、G/W工程の本検査で不良品判定となったチップの不良内容に基づいて再検査対象チップを選択すると共に、検査用プローブの清掃処理や選択処理を施すことにより、効率的な再検査が可能になっている。
【0043】
尚、本発明は上記実施形態の説明に限定されるものでなく、その要旨の範囲内に於いて種々変更が可能である。例えば検査用プローブ15に並列測定用プローブを用いるときの1回の測定チップ数は、チップサイズやチップ当たりの電極数、LSIテスタの構成等により適宜設定することができる。
【0044】
又、第2の実施形態の検査方法において、再検査対象チップを選択するチップ選択ステップP4では、各不良品判定チップの不良内容のみでなく、PB情報も選択条件も含めることができる。例えば、特定のPBの良品率が異状に低い場合は、当該PBで検査された不良品判定チップは全て再検査対象に指定するようにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプローバ装置及び半導体装置の検査方法は、G/W工程の本検査で不良品判定となったチップを選択的に再検査することで、測定系の接触抵抗等の変動による誤判定を効率よく且つ効果的に低減でき、歩留を向上させると共にLSIの製造コストを低減できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプローバ装置の一実施形態を示す概略的な斜視図である。
【図2】検査用プローブが、並列測定用プローブの場合の一例の模式的な拡大斜視図である。
【図3】被検査ウェハの検査結果を説明するための図で、(a),(b)及び(c)はそれぞれ被検査ウェハの第1検査結果における良品又は不良品の判定結果の一例を模式的に示す図、検査用プローブが並列測定用プローブの場合の一例のPB配置図及び不良品判定チップの第1検査結果に含まれる情報の一部を示す一覧表の例である。
【図4】本発明の半導体装置の検査方法の第1の実施形態のフローチャートである。
【図5】図4のチップ選択ステップP4の詳細フローチャートの例である。
【図6】図4のプローブ清掃ステップの詳細フローチャートの例で、(a)及び(b)は、それぞれ清掃用ウェハを使用する場合及びプローバ装置がプローブ清掃部を備えている場合のフローチャートである。
【図7】図4の再検査ステップの詳細フローチャートの例である。尚、
【図8】図4、図5のチップ選択処理ステップを説明するための図で、(a)及び(b)はそれぞれ再検査対象チップ選択後及び再検査後のウェハの判定状態を模式的に示す図である。
【図9】本発明の半導体装置の検査方法の第2の実施形態のフローチャートである。
【図10】図9のプローブ選択ステップの詳細フローチャートである。
【図11】特開平5−74878号公報に開示された本検査のフローチャートである。
【図12】特開平5−74878号公報に開示された再検査のフローチャートである。
【符号の説明】
1 キャリア
3 ウェハ
10 プローバ装置
11 キャリア収納部
12 検査部
13 検査ステージ
14 搬送部
15 検査用プローブ
15a,15b,15c,15d PB
16 測定後バッファ部
17 制御ユニット
17a 記憶部
17b 選択部
17c 再検査制御部
18 プローブ清掃部
19 操作パネル

Claims (10)

  1. 半導体ウェハに配列された所望の機能を有する複数のチップをウェハ状態で検査するプローバ装置であって、
    複数の前記チップが配列されたウェハを挿入したキャリアを装填するキャリア収納部と、
    検査実行時に被検査ウェハを載置する検査ステージと、
    前記ウェハを所望の場所に搬送して載置するウェハ搬送部と、所定の電気的試験装置(以下、LSIテスタとする)に接続し且つ前記被検査ウェハ内の前記チップの電極に接触する検査用プローブと、
    前記LSIテスタにより実行される前記チップの第1の電気的検査の良品又は不良品の判定結果を含む第1検査結果を当該被検査ウェハ上での位置情報と共に記録する記憶部と、前記被検査ウェハ内の全てのチップの前記第1の電気的検査が終了した時点で前記被検査ウェハを一時的に保持する測定後バッファ部と、
    前記被検査ウェハ内の全てのチップの前記第1検査結果に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択する選択部と、
    前記再検査対象チップに対して前記LSIテスタにより第2の電気的検査を実行し第2検査結果を取得すると共に該第2検査結果に基づき前記第1検査結果の内容を修正する再検査制御部と、
    前記再検査対象チップの選択処理の実施と並行して前記検査プローブを清掃するプローブ清掃手段と、
    を少なくとも備えることを特徴とするプローバ装置。
  2. 前記プローブ清掃手段は、所定の位置に保持された前記検査用プローブを清掃する清掃用ウェハであり、
    前記選択部は前記再検査対象チップの選択処理の実施と並行して、当該被検査ウェハを前記測定後バッファに移動させると共に前記清掃用ウェハを前記検査ステージに載置させ、更に前記検査用プローブの清掃処理を実施する請求項1記載のプローバ装置。
  3. 前記プローブ清掃手段は、所定の位置に設けられた前記検査用プローブを清掃するプローブ清掃部を更に備え、前記選択部は前記再検査対象チップの選択処理の実施と並行して、前記検査用プローブを前記プローブ清掃部に移動させ前記検査用プローブの清掃処理を実施する請求項1記載のプローバ装置。
  4. 前記検査用プローブが一つの前記チップ内の複数の電極にそれぞれ接触する複数の探針からなるプローブブロック(以下、PBとする)を複数個有し、複数の前記チップに同時に接触して複数の前記チップを同時に検査するようにした並列測定用プローブであって、前記第1検査結果は各チップに接触した前記PBのPB位置情報を含み、
    前記第1検査結果に基づいて前記PB毎の良品率を算出し、このPB毎良品率が最大のPBを最適PBとして選択するプローブ選択部を更に備え、
    前記再検査制御部は前記再検査対象チップに前記最適PBを接触させて前記第2の電気的検査を実行する請求項1乃至3いずれか1項に記載のプローバ装置。
  5. 前記第1検査結果が前記チップ毎の不良内容情報を含み、前記選択部は不良品の前記不良内容情報に基づいて前記再検査対象チップを選択する請求項1乃至4いずれか1項に記載のプローバ装置。
  6. 所定のプローバ装置とこのプローバ装置に接続した所定の電気的試験装置(以下、LSIテスタとする)を用いて半導体ウェハに配列された所望の機能を有する複数のチップをウェハ状態で検査する半導体装置の検査方法であって、
    複数のチップが配列されたウェハを挿入したキャリアをプローバ装置に供給しキャリア収納部に装填するキャリア供給ステップと、
    前記キャリアから第1の電気的検査の対象となる被検査ウェハを取り出して搬送し、検査ステージに載置するウェハ搭載ステップと、
    前記検査ステージに載置された前記被検査ウェハ内の全チップについて、前記LSIテスタに接続した検査用プローブを各前記チップの電極に接触させて第1の電気的検査を実施し、各前記チップ毎の良品又は不良品の判定結果を含む第1検査結果を当該被検査ウェハ上での位置情報と共に所定の記憶部に記録する第1検査ステップと、
    前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した後で前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1検査結果に基づいて当該被検査ウェハ内の再検査対象チップを選択するチップ選択ステップと、
    前記チップ選択ステップと並列して実施され、前記検査プローブの清掃を実施させるプローブ清掃ステップと、
    前記再検査対象チップに対して前記LSIテスタにより第2の電気的検査を実行し第2検査結果を取得する第2検査ステップと、
    前記第2検査結果に基いて前記記憶部に記録された前記第1検査結果の内容を修正し、当該被検査ウェハの検査結果を確定する検査結果確定ステップと、
    を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の検査方法。
  7. 前記プローバ装置が、前記被検査ウェハを前記検査ステージから一時的に移動させて保持する測定後バッファ部と、所定の位置に保持された前記検査用プローブを清掃する清掃用ウェハを更に備え、
    前記プローブ清掃ステップは、
    前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した時点で当該被検査ウェハを前記検査ステージから前記測定後バッファ部に移動させる仮移動ステップと、
    仮移動ステップの後で前記清掃用ウェハを前記検査ステージに載置し、前記検査プローブの清掃を実施させる第1清掃ステップと、
    前記第1清掃ステップの後で前記清掃用ウェハを前記検査ステージから除去し、前記測定後バッファ部に保持されている前記被検査ウェハを前記検査ステージに再び載置するウェハ再搭載ステップと、を含み、
    前記仮移動ステップ、前記第1清掃ステップ及び前記再搭載ステップは前記チップ選択ステップと並行して実施され、前記第2検査ステップは前記ウェハ再搭載ステップの後で実施する請求項6記載の半導体装置の検査方法。
  8. 前記プローバ装置が、所定の位置に設けられた前記検査用プローブを清掃するプローブ清掃用部を更に備え、
    前記プローブ清掃ステップは、
    前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した時点で、前記検査プローブを前記プローブ清掃部に移動させて前記検査用プローブの清掃を実施させる第2清掃ステップを含み、
    前記第2清掃ステップは前記チップ選択ステップと並行して実施され、前記第2検査ステップは前記第2清掃ステップ及び前記チップ選択ステップの双方が終了した後で実施する請求項6記載の半導体装置の検査方法。
  9. 前記検査用プローブが一つの前記チップ内の複数の電極にそれぞれ接触する複数の探針からなるプローブブロック(以下、PBとする)を複数個有し、複数の前記チップに同時に接触して複数の前記チップを同時に検査するようにした並列測定用プローブであって、前記第1検査結果は各チップに接触した前記PBのPB位置情報を含み、
    前記被検査ウェハ内の全チップの前記第1の電気的検査を終了した時点で、前記第1検査結果に基づいて前記PB毎の良品率を算出し、このPB毎良品率が最大のPBを最適PBとして選択するプローブ選択ステップを更に備え、
    前記第2検査ステップは、前記再検査対象チップに前記最適PBを接触させて前記第2の電気的検査を実行する請求項6乃至8いずれか1項に記載の半導体装置の検査方法。
  10. 前記第1検査結果が前記チップ毎の不良内容情報を含み、前記チップ選択ステップは不良品の前記不良内容情報に基づいて前記再検査対象チップを選択する請求項6乃至9いずれか1項に記載の半導体装置の検査方法。
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