JPH01194332A - 半導体ウエハの検査方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、半導体ウェハの検査方法に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体集積回路等の電子部品には多数の電極が
配置されており、その検査にはプローブ装置が利用され
る。このプローブ装置での検査は、プローブカードに装
着されたプローブ針先端配列と被測定体のＩＣチップの
電極パッド配列とを接続し、この接続状態でＩＣチップ
の検査測定を実行する。

ところで、上記プローブカードは、プローブ針による検
査コンタクトを重ねると、プローブ針先端がこすれて減
短しプローブ針の高さ方向の位置が保てなくなり通常１
０万〜１００万回のコンタクトで寿命となる。

又、ＩＣチップは、半導体ウェハに格子状に配列されて
いて１周縁部のＩＣチップを検査する際には、プローブ
カードに設けられた多数のプローブ針のうち端部に設け
られたプローブ針がウェハのエッチをこすってしまい、
そのプローブ針のみが片減りしてしまう場合がある。

上記のようにプローブカードが寿命を迎えた時や、異常
が生じた時には、オペレータがマニュアルによりプロー
ブカードを交換するか、又はプローブカード自動交換装
置により自動的にプローブカードの交換が行なわれてい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、多数のＩＣチップが形成された半導体ウ
ェハの検査途中にプローブカードの寿命を迎えたり、異
常が発生した場合は、プローブカードを交換するか、修
繕行為を行なうが、このような場合上記検査中の半導体
ウェハに形成されたＩＣチップのうち、どこまで検査し
たか認識できないので、そのウェハを再度最初から検査
を実行する必要があり検査時間が長くなり、装置の稼働
率の低下につながるという問題があった。又、再度検査
を実行すると、同一電極パッドに複数回針を接触させる
こととなり、電極パッドの表面が荒らされ、後に行なう
ボンディング工程で不良を誘発するという問題があった
。

さらに、再度の接触検査を回避するために、オペレータ
がマニュアルで検査中のウェハを高倍率の顕微鏡で、プ
ローブ針により付加された針跡の確認を行なうことも可
能であるが、針跡は極小のため確認が困難であり時間の
浪費となる問題があった・ この発明は上記点に対処してなされたもので。

装置の稼働率の低下を防止し、同−ＩＣチップを再検査
することなく尚かつ、迅速に検査を続行可能とする効果
が得られる半導体ウェハの検査方法を提供するものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、半導体ウェハに多数形成されたＩＣチップ
の電極部にプローブカードに設けられたプローブを順次
接触しての検査中に上記プローブカードを交換する場合
、検査中のＩＣチップの位置を認識し、この認識したＩ
Ｃチップの位置を記憶し、上記プローブカードの交換後
上記記憶した位置に従って検査を行なうことを特徴とす
る。

（作用効果） 半導体ウェハに多数形成されたＩＣチップの電極部にプ
ローブカードに設けられたプローブを順次接触しての検
査中に上記プローブカードを交換する場合、検査中のＩ
Ｃチップの位置を認識し、この認識したＩＣチップの位
置を記憶し、上記プローブカードの交換後上記記憶した
位置に従って検査を行なうことにより、１度検査したＩ
Ｃチップを再度検査することを回避でき、なおかつ、迅
速に検査を続行可能とし装置の稼働率の向上につながる
効果が得られる。

（実施例） 次に、本発明方法の一実施例をＩＣチップが多数形成さ
れた半導体ウェハをプローブ装置での検査に適用したも
のを図面を参照して説明する。

このプローブ装置の構成は、主にプローバ部■とプロー
ブカード自動交換部■で構成されている。

プローバ部■は、カセット■に板厚方向に所定の間隔を
設けて被検査体例えば半導体ウェハ（イ）を例えば縦列
状に２５枚設置する。このウェハに）を収納したカセッ
ト■をカセット収納部に搬入する。この収納部からウェ
ハに）を−枚づつ取出し、予備位置決めステージ■に搬
送する。この予備位置決めステージ■を回転させてウェ
ハに）のオリエンテーションフラットを基準に精度±１
°位まで予備位置決めした後、ウェハ（へ）を検査ステ
ージ０に搬送する。この検査ステージ０に搬送されたウ
ェハ←）を正確に位置決めするために、ＣＣＤカメラを
使ったパターン認識機構又は、レーザを用いた認識機構
が設置されている。この認識機構を用いてウェハ（イ）
のパターンを基準に正確に位置決めした後、検査ステー
ジ■上方に設けられたインサートリング■に装着されて
いるプローブカード（ハ）によりウェハに）上にプロー
ブカード（８）の接触端子であるプローブ例えばプロー
ブ針０をソフトタッチし、テスタ例えばプローブカード
（ハ）上方に設けられたテストヘッド（ｌＯ）により自
動的にウェハに）の電気特性を検査する。このような連
続向゛動検査機能をもつプローバ部（υにより、半導体
ウェハ０）の検査工程を実行するうえにおいては、上記
プローブカード■の各プローブ針（９）が減短し寿命を
迎えた時や、ある一定のプローブ針０が片減りしてしま
い、全数同時に正確なコンタクトができなくなった時や
、半導体ウェハに）の品種毎に電極パッド模様が異なる
ため、半導体ウェハ（イ）の品種変更があった場合など
にはプローブカード（８）を交換する必要がある。

次にプローブカード自動交換部■について説明する。

この交換部■は、高周波特性の検査に用いられるテスト
ヘッド（１０）の回転基台内に設けられている。プロー
ブカード（へ）を予め位置調整してプローブカードホル
ダ（８ａ）にネジ化めする。このプローブカード（ハ）
と一体のホルダ（８ａ）を夫々適当な間隔を設けて縦列
状に例えば６機種収容可能な収容ラック（１１）に収容
する。この時、各プローブカード■は、夫々の検査対象
品種に対応した夫々異品種ノモのでも良く、同品種のプ
ローブカード（ハ）を２゜３機構ずつ設けても良い。こ
のように収容されたプローブカード■をホルダ（８ａ）
ごとラック（１１）がらブローバ部■のプローブカード
設置位置即ち。

インサートリング■まで選択的に、搬送機構（１２）で
搬送する。この搬送機構（１２）は、例えば多数のリン
クをＸ状に枢着ピンで連結した伸縮自在のアーム（１３
）であり、先端には、円盤状のプローブカード載置板（
１４）が取付けられている。上記アーム（１３）は、夫
々図示しない伸縮駆動モータ、垂直駆動モータ、回転駆
動モータに係合されていて、アーム（１３）の伸縮およ
び垂直移動およびθ回転移動が可能とされている。上記
のようにプローブカード（８）の収納部と、この収納部
からプローブカード（８）を搬送する搬送機構（１２）
からプローブカード自動交換部■が構成されている。

次にプローブ装置の動作作用を説明する。

プローバ部（ト）において、カセット■に収納されてい
る半導体ウェハ（イ）を図示しないハンドリングアーム
で搬出し、予備位置決めステージ０に載置する。ここで
予備位置決めステージ■を回転して例えば透過型のセン
サにより、ウェハに）のサイズや中心およびオリエンテ
ーションフラットを検出する。この検出後、ウェハに）
の中心が、検査ステージ０の中心と合致するように図示
しない回転搬送アーム等でウェハに）を搬送設置する。

即ち、検査ステージ０を移動して検査ステージ０の中心
を予め定められた位置に設置し、その中心位置にウェハ
（イ）の中心が合致する如く回転搬送アームでウェハに
）を搬送する。次に、検査ステージ０を移動して設置さ
れた１枚目のウェハに）の凹凸をエッヂセンサ（図示せ
ず）で検出し、この検出結果を記憶する。

ここで、２枚目以降のウェハに）においては、エッヂセ
ンサで凹凸を検出することなく１枚目のウェハに）で記
憶した値を流用する。もちろん各ウェーハ毎にエッヂセ
ンサにより検出する凹凸の値を使っても良い。その後、
上記記憶したウェハ（イ）上の凹凸に従かい検査ステー
ジ０の２方向（垂直方向）の移動を調節し、パターン認
識機構の例えばＣＣＤカメラとウェハ（イ）上に形成さ
れたパターンを常に一定の高さでフォーカス等を合わせ
た状態で撮像し、予め定められた動作に従がいアライメ
ントする。ここで、上記ウェハに）の中心およびサイズ
や凹凸を容量センサにより検出しても良いが、容量セン
サを使用すると容量センサはフナログ信号で処理を行な
うので、検査ステージ０を加熱および冷却すると環境の
変化に対応出来ずに検出誤差を生じ、なおかつ各ウェハ
毎に検出動作を行なうことから検出時間も長くかかるの
で、高価な容量センサを用いずに、上記のように予備位
置決めステージ０とエッヂセンサで行なうことが好まし
い。

また、エッヂセンサのかわりに前記ＣＣＤカメラとウェ
ハに）が載置された検査ステージの上昇又は下降とでオ
ートフォーカスを行ないウェハ上の凹凸を検査しても良
い。

次に、上記アライメント後検査ステージ０を上昇してウ
ェハに）に形成されたＩＣチップの電極パッドとプロー
ブカード■のプローブ針０を接続コンタクトし、この接
続状態で図示しないテスタでＩＣチップの電気特性の検
査を行なう。この検査において、ＩＣチップは、ウェハ
に）上に規則的に形成されているので、この規則に従っ
て予め検査順序がプローブ装置に内蔵されているメモリ
ー機構に記憶されている。この記憶されている検査順序
通り順次検査を実行していく。この順序通り検査を実行
していくと、極めてまれにではあるが、ウェハに）の検
査途中で、プローブカード（ハ）の寿命を迎えたり、プ
ロー９針（１９）の片減りによるプロ−ブコンタクトの
不良等が発生して、プローブカード（ハ）を交換する必
要が生じてくる。ここで、ウェハに）の検査の途中でプ
ローブカード■を交換する場合、重複検査を避けるため
、検査中のＩＣチップの位置を認識し、この認識した位
置をプローブ装置に内蔵されているメモリー機構に記憶
しておく。例えば、ウェハに）上に形成された各ＩＣチ
ップにアドレスが設けられている場合、検査中もしくは
検査直後のＩＣチップのアドレスを認識し。

記憶しておく。このように記憶するとともに、プローブ
カード（ハ）を自動交換部■により交換する。

この交換は、まず、インサートリング■に保持されてい
るプローブカード０を、自動交換部■のアーム（１３）
により搬出し、プローブカード収容ラック（１１）に収
容する０次に、予めプローブ装置ＣＰＵの記憶機構にプ
ログラムされたウェハに）の品ｍ情報に基づいて該ウェ
ハ品種に対応するプローブカード（ハ）を選択し、即ち
、交換したプローブカード■と同一品種のプローブカー
ド■を選択し、プローブカード載置板（１４）がカード
収容ラック（１１）に収容された選択されたホルダ（８
ａ）と一体のプローブカード（ハ）の下面に挿入するよ
うにアーム（１３）を伸ばした後、図示しない垂直駆動
モータを駆動してアーム（１３）を上昇させ、プローブ
カード載置板（１４）上にプローブカード■を載置する
。そして図示を省略したプローブカード位置合せ機構に
プローブカード（へ）を−時載置して位置合せを行う。

位置合せ終了後、再びプローブカード■を載置し１図示
しない回転モータを駆動して回転基台を９０度回転させ
た後、アーム（１３）を伸ばしてプローバのテストヘッ
ド（１０）下面に設けられたインサートリング■下面ま
でプローブカード■を搬送し。

次に図示しない垂直モータを駆動して上昇させてプロー
ブカード（へ）とインサートリング■とを当接させる。

この後、プローブカード固定機構によりプローブカード
（ハ）とインサートリング■とを固定する。このように
してプローブカード（ハ）の自動交換を行なう。

ここで、交換したプローブカード（ハ）のプローブ針■
の位置が、精度よく同じ位置にくるとは限らないため、
ウェハ（イ）の再アライメントを行なう。

この再アライメント後、検査動作を再開する。この検査
再開にあたり、途中のＩＣチップまで検査済のウェハに
）の場合、プローブカード■を交換する直前に検査を行
なったＩＣチップの位置例えばアドレスをメモリー機構
に記憶しているので、この記憶内容から同−ＩＣチップ
の重重検査をさけて予め定められた検査順序にしたがっ
てウェハに）　４の検査を再開する。

上記のように、ウェハに規則的に形成されたＩＣチップ
を予め定められた順序に従って検査している途中に、プ
ローブカードを交換する場合、プローブカードを交換す
る直前に検査したＩＣチップの位置を記憶して、プロー
ブカードを交換後に、上記記憶した位置から上記検査順
序通りに検査を再開することにより同−ＩＣチップの重
複検査を回避し、検査時間の短縮およびＩＣチップの電
極パッドの損傷を押えられる効果がある。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ばプローブカードの交換は、自動交換でなくともオペレ
ータがマニュアルで行なった場合でも上記実施例と同様
の効果が得られる。

又、ウェハ検査中に停電が発生しても、検査中のＩＣチ
ップ位置を予備バッテリー付メモリーに記憶しておけば
、停電が回復した後に上記記憶した内容に従って検査を
再開し重複検査を回避することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのプローブ装
置の構成図、第２図は第１図の斜視図、第３図は第１図
のプローブ装置のプローブカード自動交換部の図である
。 １・・・プローバ部 ２・・・プローブカード自動交換部 ５・・・予備位置決めステージ ８・・・プローブカード　　９・・・プローブ針１１・
・・収容ラック　　　　１２・・・搬送機構１３・・・
アーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体ウェハに多数形成されたＩＣチップの電極部に
   プローブカードに設けられたプローブを順次接触しての
   検査中に上記プローブカードを交換する場合、検査中の
   ＩＣチップの位置を認識し、この認識したＩＣチップの
   位置を記憶し、上記プローブカードの交換後上記記憶し
   た位置に従って検査を行なうことを特徴とする半導体ウ
   ェハの検査方法。