JP4606827B2

JP4606827B2 - 半導体チップ測定方法

Info

Publication number: JP4606827B2
Application number: JP2004275778A
Authority: JP
Inventors: 不二雄保坂
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: JP2006093344A

Description

本発明は、ウエハ上の複数の半導体チップからなる同時測定対象半導体チップを単位として同時測定し良否判定を行う半導体チップ測定方法に関するものである。

個々のチップにダイシングする以前のウエハ状態の半導体チップの測定試験では、複数の半導体チップに対して１つの測定項目について順次測定して各半導体チップの良否を判定し、その後、測定項目を変更して同様に繰り返して測定と判定を行っている。このような測定は同時測定と呼ばれる（例えば、特許文献１参照）。

このための測定装置は、図４に示すように、測定信号を生成して送出したり測定結果を取り込んで良否を判定するテスタ装置１０と、そのテスタ装置１０で生成された信号を半導体チップに出力したり半導体チップからの出力信号を取り込んだりするプローブおよび不良と判定された半導体チップに不良マークを印字するインカー等を具備するプローバ装置２０とで構成されている。

テスタ装置１０には、複数のモジュールが搭載されており、各モジュールは半導体チップのパッドに対する電源電圧や測定信号の出力用として、あるいは半導体チップから得られる出力信号の入力用として機能する。モジュールで取り込まれた信号は期待値と比較され、これにより当該半導体チップの良否が判定される。そして、複数の半導体チップの同時測定を行う場合には、各半導体チップに同数のモジュールが割り当てられる。

図５はこれを説明するための図であり、ウエハ上に縦に並ぶ４個の半導体チップ＃１〜＃４を同時測定対象半導体チップ３０として、その同時測定のために、それぞれに１６個のモジュールを割り当てる場合は、テスタ装置１０内のモジュールＭ１〜Ｍ１６を半導体チップ＃１に、モジュールＭ１７〜Ｍ３２を半導体チップ＃２に、モジュールＭ３３〜Ｍ４８を半導体チップ＃３に、モジュールＭ４９〜Ｍ６４を半導体チップ＃４に、それぞれ割り当てることが行われる。

そして、測定と判定に当たっては、図６に示すように、第１の測定項目について、半導体チップ＃１→＃２→＃３→＃４の順序で測定と判定を行い、次に第２の測定項目について同様に半導体チップ＃１→＃２→＃３→＃４の順序で測定と判定を行い、これをｍ個の測定項目について行う。当該測定の判定結果が不良であった半導体チップについては、不良と判定された時点で、その半導体チップに割り当てられた全モジュールを電源オフ状態にして、以後の測定は行わない。これは、１個の測定項目でも不良の場合は不良とする必要があるとともに、当該不良の半導体チップの不良箇所に流れる電流等による他の測定への悪影響を避けるためである。図６では、半導体チップ＃１と＃４はｍ個の測定項目全てについて測定し完了している、つまり良品と判定されるが、半導体チップ＃２は第３の測定項目での判定が不良となり直ちに測定終了となっており、半導体チップ＃３は第２の測定項目での判定が不良となり直ちに測定終了となっている。

縦に並んだ４個の半導体チップ＃１〜＃４についてのｍ個の測定項目の測定および判定が完了すると、その例えば右隣の４個の半導体チップが新たな同時測定対象半導体チップ３０として選択され、同様な測定および判定が行われ、この繰り返しによりウエハの右端の測定および判定が完了すると、下段の４個の半導体チップについて同様な測定および判定が行われる。

そして、以上の判定が行われるとき、テスタ装置１０において、図４に示したような良否判定結果に基づくウエハ判定マップ（○は良品チップ、×は不良チップ）４０が順次作成される。なお、実際では不良チップのマップで十分である。ウエハ上の全部の半導体チップについてのマップ４０が作成された後、つまり全半導体チップの測定と判定が完了した後に、プローバ装置２０によって、不良と判定された半導体チップに不良マークが印字される。

ところで、テスタ装置１０では、モジュールは基板に複数個（現状では２個、４個、又は８個のように２ⁿの関係の制約があった。）が搭載され、１つの半導体チップに割り当てられるモジュールは、この基板を単位として行われていた。したがって、上記のように同時測定される各半導体チップに例えば１６個のモジュールを割り当てる場合には、４個のモジュールを搭載した基板を使用するときは４枚の基板を割り当てていた。
特開２００１−１３３５１８号公報

しかし、このように１つの半導体チップに割り当てられるモジュールを基板単位で行う場合には、たとえば１枚の基板上に上記のように４個のモジュールが搭載されているときは、割り当てることのできる最小のモジュール数は４となる。よって、たとえば、１個の半導体チップ当り６個のモジュールを使用する場合は、２枚の基板が必要となるので、８個のモジュールが割り当てられることになる。従って、同時測定数が４の場合は、２４（＝６×４）個のモジュールで済むところが、実際には３２（＝８×４）個のモジュールが割り当てられることになり、８（＝３２−２４）個のモジュールが無駄となり不経済となる。

本発明の目的は、１個の半導体チップに割り当てるモジュールの数を基板上のモジュールの数の制約を受けることなく、任意に設定して、モジュールを有効利用できるようにした半導体チップ測定方法を提供することである。

請求項１にかかる発明は、複数の半導体チップが縦横に配列されたウエハ上の並んで隣接する所定数の半導体チップを同時測定対象半導体チップとし、該同時測定対象半導体チップを１単位としてプローブにより同時測定し良否判定を行う半導体チップ測定方法において、
前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに、第１ないし第ｍ測定項目用の電圧あるいは電流の入出力用の第１ないし第ｍモジュールを割り当て、
まず、前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに対し第１測定項目について前記第１モジュールに対応したプローブを使用して順次測定を行い、不良と判定された不良半導体チップの前記同時測定対象半導体チップの内での並びの番号を測定順序から取得し、
次に、前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに対し第２測定項目について前記第２モジュールに対応したプローブを使用して順次測定を行い、不良と判定された不良半導体チップの前記番号を測定順序から取得し、
以下同様に、前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに対し第３ないし第ｍ測定項目について前記第３ないし第ｍモジュールに対応したプローブを使用して順次測定を行い、不良と判定された不良半導体チップの前記番号を測定順序から取得し、
前記不良半導体チップの前記番号と前記同時測定対象半導体チップの内の特定の半導体チップのアドレスから決めたグループアドレスとから前記不良半導体チップにアドレスを割り当て、該割り当てたアドレスをウエハ判定マップの作成に供することを特徴とする。

本発明によれば、同時測定対象半導体チップに割り当てるモジュールは任意であり、モジュールが搭載された基板の制約を受けることはない。同時測定対象半導体チップのチップ数も任意である。よって、基板に搭載されたモジュールを無駄なく有効利用することができる。また、不良半導体チップのアドレスも同時測定対象半導体チップのグループアドレスと不良半導体チップの番号とから容易に割り当てることができる。

以下、本発明の半導体チップ測定方法の実施例について説明する。図１はその測定方法のフローチャートである。まず、同時測定数Ｋを決定（Ｓ１）し、次に同時測定対象半導体チップ３０の内の１個の半導体チップに割り当てるモジュールの数ｍを決定（Ｓ２）する。すなわち、同時測定対象半導体チップ３０の１番目＃１に割り当てる第１ないし第ｍのモジュール、２番目＃２に割り当てる第１ないし第ｍのモジュール、・・・・・、Ｋ番目＃Ｋに割り当てる第１ないし第ｍのモジュールも決める。

以上により、同時測定に必要なモジュール数はＫ×ｍとなり、同時測定対象半導体チップ３０のうちの１番目の半導体チップ＃１に割り当てられるｍ個のモジュールが基板の制約を受けることなく任意に決定される。２番目、３番目、・・・、Ｋ番目の半導体チップについても同様である。テスタ装置１０内の各モジュールは、それぞれリレーによってプローブ装置２０のプローブに接続される。図２に、同時測定数Ｋ＝４、１個の半導体チップに割り当てるモジュールの数ｍ＝１６の場合を示した。Ｒ１〜Ｒ６４はリレースイッチ、Ｐ１〜Ｐ６４はプローブである。

次に、同時測定対象半導体チップ３０の個々の半導体チップに割り当てられたそれぞれｍ個のモジュールについて条件（出力用か入力用か、出力用の場合は測定条件その他）を設定（Ｓ３）する。以上により準備完了となるので、各モジュールをリレースイッチをオンさせて接続（Ｓ４）し、ウエハ上の同時測定対象半導体チップ３０のそれぞれのパッドにプローブを接触させて測定と判定（Ｓ５１〜Ｓ５ｍ）を開始する。

まず、第１の測定項目の測定（Ｓ５１）において、所定のモジュールに測定項目に応じた測定条件を設定（Ｓ５１１）して、同時測定対象半導体チップ３０の個々の半導体チップについて測定を行う。この測定では、電圧あるいは電流等の信号を半導体チップに入力して得られた測定結果を期待値と比較して、当該半導体チップの良不良を判定（Ｓ５１２）する。

ここでは、半導体チップの測定結果をＩＣＣ（Ｋ）とする。半導体チップが４個の場合は、Ｋ＝＃１〜＃４とする。ＩＣＣ（＃１）が半導体チップ＃１の判定結果、ＩＣＣ（＃２）が半導体チップ＃２の判定結果、・・・・、ＩＣＣ（＃４）が半導体チップ＃４の判定結果である。前記した期待値の下限値をＬＬ（Low Limit）、上限値をＨＬ（High Limit）として、各測定結果ＩＣＣ（Ｋ）が
ＩＣＣ（Ｋ）＜ＬＬ、又はＨＬ＜ＩＣＣ（Ｋ）
となったとき、当該半導体チップを不良と判定する。

この判定により、同時測定対象半導体チップ３０の内に不良のチップが存在したときは、当該不良の半導体チップの番号（前記例では＃１〜＃４）を取得（Ｓ５１３）し、当該不良の半導体チップ用の全てモジュールのリレースイッチをオフ（Ｓ５１４）にし、以降の測定において当該半導体チップに電圧あるいは電流が加わらないようにし、不良の半導体チップが他の半導体チップの測定に影響が及ばないようにする。なお、同時測定対象半導体チップ３０のＫ個の半導体チップすべてについて不良と判定されたときは、当該Ｋ個の半導体チップのすべてについて番号を取得するとともに当該同時測定対象半導体チップ３０の測定は中止する。

以降、Ｋ個の半導体チップの内の不良とならなかった半導体チップについて、第２の測定項目について同様に測定と判定（Ｓ５２）を行い、続く第３、第４、・・・・、第ｍの特定項目まで同様の測定と判定（Ｓ５ｍ）を行う。

前記の不良の半導体チップが発生したときは、そのとき得られた当該不良の半導体チップの番号から当該不良の半導体チップにアドレスを割り当て保存（Ｓ６）する。

プローバ装置２０においては、Ｋ個の半導体チップからなる同時測定対象半導体チップ３０をウエハ上の１つのグループとして扱い、その移動はそのグループ単位で行われるので、そのグループアドレス（代表の半導体チップのアドレス）はプローバ装置２０から取得することができる。

そこで、同時測定の対象となるＫ個の半導体チップの１番目のチップ＃１のアドレスを当該グループアドレスとして、同一測定項目を測定する順序に応じて番号を取得し当該グループの不良の半導体チップにアドレスを割り当てる。

たとえば、Ｋ＝４の場合で同時測定される半導体チップが縦に並んでいる場合には、図３に示すように、グループアドレスとしての代表の半導体チップ＃１のアドレスが（０．０）であるとプローバ装置２０から取得できたとすると、同一測定項目での測定順序＃１→＃２→＃３→＃４に基づき、半導体チップ＃２のアドレスはＹ座標を＋１した（０．１）、半導体チップ＃３のアドレスはＹ座標を＋２した（０．２）、半導体チップ＃４のアドレスはＹ座標を＋３した（０．３）となるので、不良の半導体チップについてはステップＳ５１３，Ｓ５２３，・・・で取得した番号（前記例では＃１〜＃４のいずれか）からアドレスを割り当てることができる。

以上により特定の同時測定対象半導体チップ３０についてのｍ個の全測定項目の測定と判定が完了したら、次の同時測定対象半導体チップ３０に移動（Ｓ８）して同様の処理を行う。このとき同時測定対象半導体チップ３０の移動は、予めプローバ装置２０に同時測定数Ｋの値に応じて移動ピッチ（横方向移動ピッチ、縦方向移動ピッチ）を設定しておくことにより行う。例えば、縦に並ぶ４個の半導体チップを同時測定対象半導体チップ３０とするときは、横方向移動ピッチは半導体チップ１個分、縦方向移動ピッチは半導体チップ４個分となる。

以上のように同時測定半導体チップ３０の単位での測定と判定が進行する毎に、前記のようにして割り当てられた不良半導体チップのアドレスによって、ウエハ判定マップ（図４で説明したウエア判定マップ４０と同じ）が作成されるので、全半導体チップについての測定と判定が完了した後に、そのウエハ判定マップに基づき不良半導体チップに対して不良マークを印字する。

以上のように、本実施例では、同時測定対象半導体チップ３０の個々の半導体チップに割り当てるモジュールを、当該モジュールが搭載されている基板に制約されることなく、任意に決定するので、同時測定数Ｋの値を従来の２個、４個、８個等のように２ⁿの関係に縛られることなく、任意の値、例えば奇数の３個、５個、７個等のように決定することができる。このため、基板に搭載されているモジュールを無駄なく有効利用することができる他、基板に搭載するモジュールの数も任意の数にすることができる。

さらに、このように同時測定数Ｋの値を任意に設定しても、プローバ装置から同時測定対象半導体チップのグループアドレスを取得することができるので、このグループアドレスと同一測定項目での測定順序（番号）に基づき、不良の半導体チップについてのアドレスも容易に得ることができ、ウエハ判定マップの作成も容易となる。

本発明の実施例のフローチャートである。本発明の実施例における同時測定対象半導体チップの個々の半導体チップへのモジュールの割り当ての説明図である。同時測定対象半導体チップの内の不良の半導体チップのアドレス割り当ての説明図である。従来の半導体チップの測定装置の説明図である。従来における同時測定対象半導体チップの個々の半導体チップへのモジュールの割り当ての説明図である。従来の同時測定の説明図である。

符号の説明

１０：テスタ装置、２０：プローブ装置、３０：同時測定対象半導体チップ、４０：ウエハ判定マップ。

Claims

複数の半導体チップが縦横に配列されたウエハ上の並んで隣接する所定数の半導体チップを同時測定対象半導体チップとし、該同時測定対象半導体チップを１単位としてプローブにより同時測定し良否判定を行う半導体チップ測定方法において、
前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに、第１ないし第ｍ測定項目用の電圧あるいは電流の入出力用の第１ないし第ｍモジュールを割り当て、
まず、前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに対し第１測定項目について前記第１モジュールに対応したプローブを使用して順次測定を行い、不良と判定された不良半導体チップの前記同時測定対象半導体チップの内での並びの番号を測定順序から取得し、
次に、前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに対し第２測定項目について前記第２モジュールに対応したプローブを使用して順次測定を行い、不良と判定された不良半導体チップの前記番号を測定順序から取得し、
以下同様に、前記同時測定対象半導体チップの内の個々の半導体チップに対し第３ないし第ｍ測定項目について前記第３ないし第ｍモジュールに対応したプローブを使用して順次測定を行い、不良と判定された不良半導体チップの前記番号を測定順序から取得し、
前記不良半導体チップの前記番号と前記同時測定対象半導体チップの内の特定の半導体チップのアドレスから決めたグループアドレスとから前記不良半導体チップにアドレスを割り当て、該割り当てたアドレスをウエハ判定マップの作成に供することを特徴とする半導体チップ測定方法。