JPH011249A - ウエハプロ−バ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置（以下、Ｉｃという。）
の製造工程において、半導体ウェハ（以下、ウェハとい
う、）に作り込まれた半導体集積回路についての電気的
特性試験を行うための装置であるウエハプローハに関し
、例えば、試験時に大電流が使用されるバイポーラＩｃ
等の電気特性を測定するのに利用して有効なものに関す
る。

〔従来の技術〕

従来のウエハプローバとして、例えば、株式会社工業調
査会発行「電子材料１９８３年１１月号別冊−１昭和５
８年１１月１５日発行　ＰＩ９５〜ＰＩ９８に記載され
ているように、複数本のプローブニードルがウェハ上の
電極バッドに接触されることにより、テスタと′！Ｊ積
回路との間の電気的接続が確保されるように構成されて
いるものがある。

ところが、このようなウエハプローバにおいては、プロ
ーブニードルの先端に異物や酸化物が付着する等により
接触抵抗が変動するため、試験結果に悪影響が発生する
。そこで、このようなプローブニードルの接触抵抗によ
る問題に対処するため、ウエハプローバにはプローブニ
ー１′ル先端の異物等を除去するためのクリーニング装
置が設けられることがある。

このようなりリーニング装置として、セラミック等から
成るｆｆＦｓ坂にプローブニードルを接触させることに
より、ニードル先端の異物等を削除するように構成され
ているものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなウェハブローバにおけるクリーニング装置に
おいては、プローブニードルの接触抵抗増加による特性
試験上の問題が発生する時期（すなわち、使用頻度）を
予測、あるいは、トラブル（歩留り低下等）が発生した
場合の原因をニードルの接触抵抗の増加であると予想し
た上での対策であるため、不要なりリーニングによるニ
ードルの寿命低下、予測した使用頻度以前に接触抵抗が
増加することによるトラブル発生に至る等々の問題があ
る。

本発明の目的は、プローブニードルの接触抵抗を実際に
測定することにより、接触抵抗の定量的な管理を行うこ
とができるものを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本順において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、プローブニードルと電気抵抗を測定する測定
器との間において閉回路を形成し、プローブニードル先
端部の接触抵抗を測定するように構成されている接触抵
抗測定装置を設けたものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、接触抵抗測定装置によりプロー
ブニードルの接触抵抗を任意（定期的、あるいは歩留り
低下等の特性試験に異常が生じた時点）に測定すること
ができるため、予め設定されている管理値を越えた場合
はプローブニードル先端のクリーニングを実施させたり
、プローバを停止させアラームを発生させることができ
る。それによって、接触抵抗の異常増加による特性試験
の誤測定、歩留り低下を未然に防止、あるいは、早期に
発見し対策することができる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるウエハプローバにおけ
る接触抵抗測定装置を示す回路図、第２図（ａｔ　（ｂ
ｌはそのウエハプローハの電気特性試験を行っている状
態を示す平面図および正面図、第３図（ａｌ　ｆｂｌは
同しく接触抵抗測定を行っている状態を示す平面図およ
び正面図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図お
よび第９図はその使用方法の各応用例をそれぞれ示す各
フローチャート図である。

本実施例において、ウエハプローバはプローブニードル
ｌの接触抵抗を測定するための装置としての接触抵抗測
定回路ｌＯを備えており、この回路ＩＯにおける一対の
端子はウニ／％プローノ＼におけるプローブニードルｌ
、およびプレートステージ３を介してＸＪ導電性プレー
トにそれぞれ電気的に接続されている。導電性プレート
２は導電性の良好な材料を用いて形成されているため、
このプレート２にプローブニードルｌが接触されると、
接触抵抗測定回路ＩＯは閉回路を構成することになる。

また、この測定回路１０は測定用電源１１と、測定する
プローブニードルｌを切り換える複数個のスイッチ１２
と、電源１］とスイッチ１２群との間に介設されている
接触抵抗−１定器としての電流計１３とを備えている。

ウエハブローハはプローブニードルｌが複数本付設され
ている特性試験ボード４を備えており、このボード４は
ウェハステージ６上に保持されたウェハ５における電極
パッド（図示せず）にプローブニードル１を機械的に接
触させることにより、ケーブル７を介してテスタ（図示
せず）とウェハ５の各ペレットに作り込まれた集積回路
とを電気的に接続させるように構成されている。そして
、ウェハステージ６および前記プレートステージ３は特
性試験ボード４の真下に移動することにより、入れ替わ
るように構成されている。

次に作用を説明する。

ウェハ５についての電気特性試験を実施する際、ウェハ
ステージ６が特性試験ボード４の真下に位Ｗされており
、プレートステージ３はその脇に位置される。このボー
ド４は試験時に相対的に下降され、プローブニードル１
群がウェハステージ６に保持されているウェハ５におけ
るペレットの電極パッドに機械的に接触される。これに
より、ボード４に接続されているテスタとペレットに作
り込まれた集積回路とが、テスターボード→プローブニ
ードルーペレフトの電極パッド−集積回路の経路で電気
的に接続され、テスタと集積回路との間で交信さ、れる
ことにより、電気特性試験が実施される。

以降、前記作動が繰り返されることにより、ウェハ５に
おける全ペレットについて電気特性試験が実施されて行
く。

他方、プローブニードル１群の接触抵抗を測定する際、
プレートステージ３が特性試験ボード４の真下に移動さ
れ、ウェハステージ６がその脇に移動される。

続いて、ボード４は相対的に下降され、プローブニード
ル１群がプレートステージ３上の４電性プレート２に同
時に接触される。この接触により、接触抵抗測定回路１
０は、一方の端子−プローブニードルト→導電性プレー
ト２−プレートステージ３−他方の端子、を通じて閉回
路を構成されることになる。

次いで、スイッチ１２群が順次閉じられて行くと、測定
用電源１１の電流が各プローブニードル１の先端に順次
流れるため、電流計１３により各プローブニードル１の
先端における接触抵抗が順次測定されて行く。

この接触抵抗の測定結果に基づき後述するようなフロー
チャートにより、必要に応じてプローブニードルｌにつ
いてクリーニング装置等を用いて異物の除去が実施され
る。

次ぎに、前述した接触抵抗測定結果を活用するための使
用方法を第４図〜第９図に示されているフローチャート
図について説明する。

第４図に示されているフローチャートは、従来の場合を
示すものであり、指定されたウェハ枚数の着工が終了し
た時点で、プローブニードルの接触抵抗の増大如何にか
かわらず、プローブニードルのクリーニング作業を行う
ようになっている。

第５図に示されているフローチャートは、指定されたウ
ェハ枚数の着工が終了した時点で、プローブニードルの
接触抵抗を測定し、抵抗値が管理値を越えた時にのみ、
プローブニードルのクリーニング作業を行うようになっ
ている。このため、不必要なりリーニングによるニード
ルの劣化を防止することができるとともに、ウェハブロ
ーバの稼働率を高めることができる。

第６図に示されているフローチャートは、着工ペレット
数によっても管理するように構成したものである。ウェ
ハ内のペレット数は、品種により個々に異なるため、プ
ローブニードルの使用頻度の管理は、ウェハによるもの
より一層正確なものとなる。

第７図に示されているフローチャートは、歩留りが一定
以下に低下した場合に、接触抵抗を測定するように構成
されている。これにより歩留り低下要因が、プローブニ
ードルの接触抵抗であるか否かの判断により可能となる
。

第８図に示されているフローチャートは、ウェハ着工前
に接触抵抗を測定するように構成されている。これによ
り、プローブニードルの接触抵抗値が異常な状態で、特
性試験が行われてしまうのを防止することができ、る。

以上で述べたフローチャートによって、測定された接触
抵抗値を、第９図に示されているように、ウエハプロー
パに装備されたプリンタにより紙に印字させる。これに
より、接触抵抗値の変動推移が明瞭になり、さらに不良
解析等を実施する上で、プローブニードルの接触抵抗の
影響を即座に確認することができる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

１０　　ウエハプローハに接触抵抗測定装置を組み込む
ことにより、プローブニードル群の接触抵抗を任意に測
定することができるため、プローブニードル群の接触抵
抗を適正に管理することができる。

（２）プローブニードル群の接触抵抗を適正に管理する
ことにより、ウエハプローバによる電気特性試験を正確
に実施することができるため、製品の品質および信頼性
を高めることができ、また、プローブニードルのクリー
ニング作業等を適正比することができるため、ウエハプ
ローハの稼働効率を高めることができるとともに、不必
要なりリーニング作業を回避することができるため、プ
ローブニードルの寿命を実質的に延長させることができ
る。

（３１１０一プニードル群の接触抵抗についての変動の
推移等を知ることにより、不良解析等に役立たせること
ができるため、不良対策を−早く講することかできろ。

〔実施例２〕 第１０図（ａｌ　（ｂｌは本発明の他の実施例であるウ
エハプローバを示す平面図および正面図、第１１図（ａ
ｌ　（ｂｌはその接触抵抗測定状態を示す平面図および
正面図である。

本実施例２が前記実施例１と異なる点は、接触抵抗測定
回路１０をプローブニードル１群に必要時のみに接続さ
せるための信号伝達アーム８が設備されている点にある
。

本実施例２において、電気特性試験時、接触抵抗測定回
路１０は信号伝達アーム８によりプローブニードル１群
から第１０図に示されているように切り離されており、
接触抵抗測定時、この回路ｌＯは信号伝達アーム８によ
りプローブニードル１群に第１１図に示されているよう
に電気的に接続される。

本実施例２によれば、電気特性試験時には接触抵抗測定
回路１０がプローブニードル１群から電気的に切り離さ
れているため、この測定回路１０が特性試験に悪影響を
与えるのを回避することができる。

〔実施例３〕 第１２図は本発明の実施例３を示す回路図、第１３図は
その応用例に使用されるウェハを示す平面図である。

本実施例３が前記実施例１と異なる点は、接触抵抗測定
回路＋ＯＡにおけるスィッチ１２Ａ群が各プローブニー
ドル１相互および電流計１３との間でＯＮ・ＯＦＦを適
宜切り換え得るように構成されている点にある。

本実施例３において、測定用電源１１からの電流は、電
流計１３−ＯＮされたスイッチ１２Ａ→接触抵抗が測定
されるプローブニードルｌ−導電性プレート２−残りの
プローブニードル１群−０ＦＦされたスイッチ＋２Ａ群
−測定用電源１１を経由して流れる。このとき、被測定
プローブニードル以外のニードル群は全て短絡するため
、これらのニードル群に生ずる接触抵抗は無視し得るレ
ベルとなる。つまり、各プローブニードル毎についての
接触抵抗の測定は充分に可能である。そして、スィッチ
１２Ａ群のＯＮ・ＯＦＦが各プローブニードル１毎に切
り換えられることにより、全てのプローブニードル１に
ついて接触抵抗の測定が順次実施されて行く。

本実施例３によれば、被測定ニードル−導電性プレート
２−残りのニードル群によって閉回路が形成されるため
、第１３図に示されているように、ウェハ５の一部（例
えば、ダミーペレット部）に導電性プレート部２Ａを予
め作り込んでおくことにより、ウェハ５自体を利用して
プローブニードル１群についての接触抵抗を測定するこ
とができる。つまり、この場合、測定用電流は、被測定
ニードル−ウェハ５上の導電性プレート部２Ａ−残りの
ニードル群、と流れることになる。

このように、ウェハ５に形成された導電性プレート部２
Ａを接触抵抗の測定に使用することにより、導電性プレ
ートステージを省略することができるため、接触抵抗測
定時におけるウェハステージ６とプレートステージ３と
の間の入れ替え作業を省略することにより、作業性をよ
り一層高めることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、接触抵抗測定装置はプローブニードル毎に測定
が実施されるように構成するに躍らず、クリーニング作
業が一括的に実施される場合等のように、接触抵抗が増
大したプローブニードルを特定化する必要がない場合に
はプローブニードル群全体について一括して測定が実施
されるように構成してもよい。

接触抵抗測定装置は、導電性プレート、またはウェハの
一部に形成された導電性プレート部を使用して閉回路を
形成するように構成するに限らず、ウェハステージ等の
ような既存の導電部を使用して閉回路を形成するように
構成してもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て１５られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである
。

ウエハブローハに接触抵抗／［ｌＩ＋定装置を組み込む
ことにより、プローブニードル群の接触抵抗を任意に測
定することができるため、プローブニードル群の接触抵
抗を適正に管理することができる。

その結果、プローブニードルのクリーニング作業や不良
解析等を適正化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウエハプローバにおけ
る接触抵抗測定装置を示す回路図、第２図ｆａｌ　（ｂ
ｌはそのウエハプローバの電気特性試験を行っている状
態を示す平面図および正面図、第３図（ａｌ　（ｂｌは
同しく接触抵抗測定を行っている状態を示す平面図およ
び正面図、 第４図、第５図、第６図、第７図、第８図および第９図
はその使用方法の各応用例をそれぞれ示す各フローチャ
ート図である。 第１０図ｆａｔ　（ｂｌは本発明の他の実施例であるウ
エハプローバを示す平面図および正面図、第１１図ｃａ
ｔ山）はその接触抵抗測定状態を示す平面図および正面
図、 第１２図は本発明の実施例３を示す回路図、第１３図は
その応用例に使用されるウェハを示す平面図である。 ■・・・プローブニードル、２・・・導電性プレート、
２Ａ・・・導電性プレート部（ダミーペレット部）、３
・・・プレートステージ、４・・・特性試験ボード、５
・・・ウェハ、６・・・ウェハステージ、７・・・ケー
ブル、８・・・信号伝達アーム、１０．ＩＯＡ・・・プ
ローブニードル接触抵抗測定回路（装置）、１１・・・
測定用電源、１２．１２Ａ・・・スイッチ、１３・・・
電流計（接触抵抗測定器）。 １　　フ宅−フニードル　５　１勺エバ　　　　　ｏ　
　優１ｚ周電Ｊｚ−４電江ブし一部　　６　　ウェハス
テージ　ＩＺ、１２Ａ−又イツナ３　７°レトステージ
　　ｇ−ａダＩ云ΔＬアーム　１３　　搾争覧１医坑兼
１］林４・　　孕引法移（馬鰹水゛−ド　　１０　　持
角弧拒４Ｌ演１ぴ９鰹ｔ第４図 第５図 第８図 第１３図　　　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械的接触により電気的接続を行うように構成され
   ているプローブニードルと、電気抵抗を測定する測定器
   との間において閉回路を形成し、プローブニードル先端
   部の接触抵抗を測定するように構成されている接触抵抗
   測定装置を備えていることを特徴とするウエハプローバ
   。 ２、閉回路が、プローブニードルに接触するように構成
   されている導電性プレートを介して形成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のウエハプローバ。 ３、閉回路が、プローブニードル相互間を通して形成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウエ
   ハプローバ。 ４、閉回路が、ウェハ上に形成された導電性プレート部
   を介して形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のウエハプローバ。 ５、接触抵抗測定装置が、電気特性試験時にプローブニ
   ードル群から電気的に切り離されるように構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウエハ
   プローバ。