JPH07109837B2 - プロ−ブ装置 - Google Patents

プロ−ブ装置

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JPH07109837B2
JPH07109837B2 JP61185970A JP18597086A JPH07109837B2 JP H07109837 B2 JPH07109837 B2 JP H07109837B2 JP 61185970 A JP61185970 A JP 61185970A JP 18597086 A JP18597086 A JP 18597086A JP H07109837 B2 JPH07109837 B2 JP H07109837B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体ウエハに形成された集積回路等の半導体
素子の電気的諸特性を測定するプローブ装置に関する。
(従来の技術) 従来、半導体ウエハ表面に多数形成された半導体素子の
電気的諸特性を試験する場合は、半導体ウエは試験用触
針を装着したプローバと称する試験機を用いて行なわれ
ている。
このプローブ装置においては、例えばX−Yテーブル上
に設けられたウエハ載置台に半導体ウエハを載置してこ
の半導体ウエハに格子状に配列されている多数の半導体
素子(以下チップ)の電気的特性を半導体ウエハに対向
配置されたチップの電極と同じ位置、配列を有した触針
を装着するプローブカードを介して順次測定検査する。
この時不良品と判定されたチップにインク等でマーキン
グする機能を有したプローブ装置が広く普及している。
ところでチップは第7図に示すように半導体ウエハ1に
格子状に配列されており、ウエハ周縁部に形成された欠
落部を有するチップ2は明らかに不良品となるためプロ
ーブ装置では測定時においてこれらウエハ周縁部のチッ
プ2を予め測定対称から除外して検査時間の短縮化を図
る工夫がなされている。
ウエハ周縁部の不良品チップ2を予め測定対称から除外
する手段としては、従来エッジコレクション法なるもの
が用いられている。以下にこのエッジコレクション法に
ついて説明する。
エッジコレクションとは半導体ウエハ1に形成されたチ
ップ3の面積を100%とした場合に測定対称とするチッ
プの面積率をどの程度にするか予めパラメータとして設
定する数値を称する。
例えば、エッジコレクションを50%と設定すると、ウエ
ハ周縁部のチップ2でチップ3の50%未満の面積のチッ
プは測定対称から除外される。
さてエッジコレクションの計算方法であるが、プローブ
装置内のウエハ載置台に半導体ウエハを載置して位置合
わせを行なうに際し、ウエハの径、中心点の位置の測定
も同時に行ないこれら測定値から各チップのエッジコレ
クションを算出する。
例えば第8図に示すように、半導体ウエハ1の中心点O
からウエハ周縁部のチップ2の4角A、B、C、Dまで
のX軸方向およびY軸方向の距離a、b、c、dをそれ
ぞれ求め、これらの値から半導体ウエハ1の中心点Oか
らチップ2の4角A、B、C、Dまで距離を算出する。
この算出された距離と半導体ウエハ1の半径Rとを比較
すれば測定対称チップが半導体ウエハ1上に完全に形成
されているか否かが判定できる。すなわちチップ2の場
合は、 R2>a2+c2 ON WAFER R2>a2+d2 ON WAFER R2<b2+d2 OFF WAFER R2<b2+c2 OFF WAFER となり、ウエハ周縁部に位置する不良品チップであるこ
とが判明する。なお、上述説明から明らかなようにチッ
プ3の場合はウエハ中心点Oから4角A、B、C、Dま
での距離は全て半径R以下となる。
チップがウエハ周縁部に位置する不良品チップ2と判断
された場合には、チップ2の面積を算出してチップ3の
面積との比較から面積率を求め、この求められた面積率
と予め設定したエッジコレクションとの比較を行ないチ
ップ2が測定対称チップとなるか否かを判断する。
上述したようなエッジコレクション法を用いた従来のプ
ローブ装置の測定動作の一例を第9図のフローチャート
を参照にして説明する。
まずウエハ最上段でかつ設定エッジコレクションを満足
するチップのうち最も左に位置するチップが測定部に来
るようにウエハ載置台を移動し(100)、このチップを
測定する(101)。次に右隣のチップが設定エッジコレ
クションを満足するか否かを判断して(102)、満足し
ていればウエハ載置台を移動して(103)このチップを
測定し、設定エッジコレクションを満足していなければ
さらに下段のチップでかつ設定エッジコレクションを満
足するチップのうち最も右に位置するチップに移動して
(104)、このチップを測定する(105)。以上の動作を
繰り返して半導体ウエハ1上に設定エッジコレクション
を満足するチップが無くなると(106)測定が終了する
(107)。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上述したようなエッジコレクション法を用
いたプローブ装置では、装置の機械的な誤差や位置合わ
せ時における測定誤差等から設定エッジコレクションと
同程度の面積を有する不良品チップを測定してしまうと
いう問題があり、例えばエッジコレクションを100%と
設定した場合には98%程度の面積率を有する不良品チッ
プも測定するという問題があった。さらに不良品チップ
にインク等でマーキングを行なう機能を有したプローブ
装置においては、100%近い面積率を有する不良品チッ
プを良品とみなしてマーキングをせず、後工程に大きな
影響を与えるという問題もあった。
また、測定対称チップ以外のチップを測定するというこ
とは測定時間の短縮化を図り運用効率の向上を達成する
という観点からも大きな障害となり、さらに不必要な測
定をすることで測定用触針の寿命が短くなるという問題
も生じる。
これら問題を解決するために第10図に示したように半導
体ウエハ1上に配列されたチップの上下左右方向におけ
るウエハ周縁部に位置するチップ4までの距離を予め測
定し、これらチップ4を予め測定対称チップから除外し
て測定を行なういわゆるプローブエリアセレクト法を用
いたプローブ装置もあるが、ウエハ周縁部斜め方向のチ
ップ5についてはエッジコレクション法を用いているた
め、前述問題点の完全な解決には至っていなかった。
本発明は以上述べた問題点を解決するためになされ、測
定対称チップのみを確実に測定でき、検査時間の短縮化
による運用効率の向上や触針の寿命の延命が図れ、しか
もマーキングミスの無いプローブ装置を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明のプローブ装置は、複数の半導体素子が配列され
た被測定物と、測定用触針とを相対的に移動させて各半
導体素子の電気的試験を行うプローブ装置において、 前記被測定物を載置する載置台をXY方向に駆動する駆動
装置と、 前記被測定物の測定対象となる半導体素子の領域又は測
定対象外となる半導体素子の領域を設定する領域設定装
置であって、少なくとも前記測定対象外となる半導体素
子として、被測定物の管理用の情報を提供するモニタチ
ップの領域を登録する領域設定装置と、 前記領域設定装置の出力する測定対象となる半導体素子
の領域又は測定対象外となる半導体素子の領域の情報を
記憶する記憶装置と、 前記載置台上の被測定物の位置情報に基づいて、検査さ
れる半導体素子の位置決めを行う情報を前記駆動装置に
出力する制御機構とを備え、 前記記憶装置に記憶された半導体素子の領域の情報に基
づき、前記制御機構が前記被測定物の位置決め情報を前
記駆動装置に出力し、前記測定対象となる半導体素子の
み電気的試験を行うよう構成されたことを特徴とする。
(作 用) 本発明によれば、半導体素子の測定に先立ってその半導
体素子が予め設定された測定領域内の半導体素子か否か
判定できるので、被測定物を載置した載置台を効率良く
XY方向に駆動して、測定対称の半導体素子のみに測定用
触針を接触させることができる。
また、本発明のプローブ装置においては、領域設定装置
の出力を記憶装置に記憶させることにより、同じ品種の
被測定物に対して、新たに領域設定を行うことなく測定
を実行することができる。
さらに、被測定物の管理用の情報を提供するモニタチッ
プの領域を登録することにより、モニタチップを測定用
触針を接触させて測定する測定対象から外せるので、モ
ニタチップの情報を傷つけることなく保存することがで
きる。
また、半導体素子の形成されていない周縁部に測定用触
針を接触させて接触を傷付けることも防止することがで
きる。なお、半導体素子がステッパによるパターン焼き
付けで製造されていても、領域設定装置の出力する情報
に基づいて載置台を制御する技術を適用することができ
る。
さらに、領域設定装置の出力を、半導体素子にマーキン
グを行うマーキング装置に供給することにより、マーキ
ング時のミスをなくすこともできる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図を参照にして説明す
る。
第1図は実施例の構成を示す図で、図示を省略したウエ
ハカセットから取り出された半導体ウエハ6は、X−Y
テーブル等の可動台上に設置されてこれと一体となって
移動するウエハ載置台7上に載置される。
ウエハ載置台7上面にはウエハ載置台7と対向してプロ
ーブカード8が配置されており、ウエハ載置台7を上下
・水平方向に自在に移動させてプローブカード8の半導
体ウエハ6面側に装着された測定用電極である触針9と
チップに形成された電極とを接触させて各チップを順次
測定検査する。
ウエハ載置台7の測定時における駆動制御機構である
が、ウエハ載置台7上に半導体ウエハ6が載置されると
まず容量センサ10からの信号をもとに位置検出装置20に
より半導体ウエハ6の位置と、半導体ウエハ6の径や中
心の位置等を測定しこの情報を制御部内の載置台駆動制
御機構21に入力する。そして載置台駆動制御機構21から
の情報を載置台駆動装置22に入力してウエハ載置台7を
駆動する。
載置台駆動装置の制御は従来装置においては、位置検出
装置20からの情報をパラメータとしてエッジコレクショ
ンを各チップ毎に計算しながら行なっていたが、本発明
では測定対称チップの測定領域を予め設定することでエ
ッジコレクションの計算を必要とせずに測定が行なえ
る。
例えばこの実施例では、領域設定装置23により半導体ウ
エハ6の測定対称チップの測定領域を予め設定して、載
置台駆動制御機構21に入力し、設定領域内のチップのみ
の測定を行なうようにしている。また設定領域は半導体
ウエハの品種と対応して設定領域記憶装置24に記憶でき
るので、同一品種の半導体ウエハであれば次回の測定時
には例えば半導体ウエハの品番等の入力を行なうだけで
よく新たに領域設定をする必要はない。
領域設定の方法であるが、例えば第2図に示すように半
導体ウエハ6に配列したチップのX軸方向を列番、Y軸
方向に行番を付して行なう方法がある。すなわち をそれぞれ各行の限界領域と設定する方法である。また
TVモニタを見ながらウエハのチップを指定すればより使
いやすい。
以下にこの実施例のプローブ装置の動作について第3図
のフローチャートおよび第4図を参照にしながら説明す
る。
なお第3図と第4図は対応しているため同一説明部には
同一符号を付してある。
前述した如く予め半導体ウエハ6の測定対称チップの領
域設定を行なった後、まず半導体ウエハ6最上段の設定
領域で最も左側のチップが測定部に来るようにウエハ載
置台7を移動して(200)これを測定する(201)。この
チップの測定終了後、右隣のチップへ移動する訳である
が、この時右隣のチップが設定領域内のチップであるか
否かを判断し(202)、設定領域内のチップであればウ
エハ載置台7を移動して右隣のチップを測定し(20
3)、設定領域外のチップであれば下段のチップで設定
領域内の最も右側のチップが測定部に来るようにウエハ
載置台7を移動し(204)、これを測定する(205)。
このチップの測定終了後、左隣のチップが設定領域内の
チップであるか否かを判断し(206)、設定領域内のチ
ップであればウエハ載置台7を移動して左隣のチップを
測定し(207)、設定領域外であれば下段チップで設定
領域内の最も左側のチップが測定部に来るようにウエハ
載置台7を移動して(208)、これを測定する(209)。
以上の動作を繰り返して設定領域内のチップで未測定の
チップがなくなると(210)、測定が終了する(211)。
上述説明の如く、この実施例ではエッジコレクション法
を全く用いないので、ウエハ周縁部に位置する不良品チ
ップの測定をすることが皆無となり、測定時間の短縮や
インク等によるマーキング時のミスがなくなる。また上
述のマーキング時のミスは100%近い面積率を有する不
良品を測定し良品と判定されマーキングをせず後工程の
目視検査において不良と判定されるため効率が悪いとい
うことであった。これに対し設定領域外に無条件にイン
ク等によるマーキングを行なえば後工程で良品と不良品
を選別する工程において従来通りの選別が可能となる。
ところで、第5図に示すように半導体ウエハ上に配列さ
れた多数のチップには、ウエハ処理工程管理用の情報を
提供するためのモニタチップ11と呼ばれるものが配置さ
れているのが一般的で、このモニタチップ11はプローブ
装置においては測定対称外である。しかしながら従来の
エッジコレクシヨン法を用いたプローブ装置では、この
モニタチップの面積率は100%となることから測定対称
チップと判断してしまい、不良品チップとしてマーキン
グを行ない後工程で再度モニタチップ11を測定しようと
した際正しい測定ができないという不都合な問題が発生
することがあり、またプローブ工程で無駄な測定時間を
費すという結果にもなっていた。本発明を適用したこの
実施例では、予め領域設定時にこのモニタチップを測定
対称外、例えば第5図に示した半導体ウエハでは何行、
何列のチップは測定対称外として登録しておくことで、
モニタチップの測定をとばすことができ上述問題を解決
することができる。
また近年では、ステッパによるウエハへの半導体素子の
パターン焼き付けが多く、このような方法で製造された
半導体ウエハは第6図に示すようにウエハ周縁部12には
チップが形成されていない。従ってこのような半導体ウ
エハ6に形成されているチップ13は全て100%の面積率
であるため、エッジコレクションの計算をする必要は全
くない。
またウエハ周縁部12にプローブカードの触針を接触させ
てしまうと、触針に対して物理的な応力が加わり触針の
寿命が短くなるという問題も生じる。この実施例では設
定領域外のチップを測定することが皆無となるため、上
述したような問題が発生することがなく、このようなス
テッパにより焼き付けられた半導体ウエハの測定には本
発明のプローブ装置は好適である。
さらに1台のテスタ装置で2台のプローブ装置の測定を
管理する例もあるが、この場合1台のプローブ装置で測
定中はもう1台のプローブ装置では測定できないという
テスタ装置もある。従来の方式であればウエハ周縁部12
を測定中はもう1台のプローブ装置が100%の面積率を
有するチップであっても測定できず停止している。従っ
て設定領域内だけを測定すれば効率の良い測定が可能と
なる。
なお、上述例では領域設定を良品チップを対称として行
なったが、これは不良品チップを対称として行なっても
無論よい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明のプローブ装置によれば、測
定対称チップのみを確実に測定することができるので、
作業時間の短縮化による装置運用効率の向上が図れ、ま
たマーキングミスが無くなり、さらにはプローブカード
に装着された触針の寿命を延命させるという効果もあ
る。
ちなみに、作業時間の短縮化の一例として、1つのチッ
プの測定時間をt1、次のチップへの移動時間をt2、イン
クによる不良品のマーキング時間をt3、半導体ウエハ周
縁部の不良品チップとモニタチップの合計数をNとすれ
ば、短縮される時間Tは、 T=(t1+t2+t3)×N なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用したプローブ装置の概念的な構成
を示す図、第2図は本発明に係る半導体ウエハの測定対
称チップの領域設定の一例を示す図、第3図は実施例の
動作の一例を示すフローチャート、第4図は第3図で示
した実施例の動作の一例を半導体ウエハ上に反映した
図、第5図は半導体ウエハ上に形成されたモニタチップ
の配列の一例を示す図、第6図はステッパによりパター
ン焼き付けされた半導体ウエハを示す図、第7図は半導
体ウエハのチップの配列の一例を示す図、第8図は従来
のエッジコレクション法におけるエッジコレクションの
計算パラメータを求めるための幾何学的説明を示す図、
第9図は従来のエッジコレクション法を用いたプローブ
装置の動作を示すフローチャート、第10図は従来のプロ
ーブエリアセレクト法における領域設定の概念を示す図
である。 6……半導体ウエハ、7……ウエハ載置台、8……プロ
ーブカード、9……触針、10……容量センサ、20……位
置検出装置、21……載置台駆動制御機構、22……載置台
駆動装置、23……領域設定装置、24……設定領域記憶装
置。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の半導体素子が配列された被測定物
    と、測定用触針とを相対的に移動させて各半導体素子の
    電気的試験を行うプローブ装置において、 前記被測定物を載置する載置台をXY方向に駆動する駆動
    装置と、 前記被測定物の測定対象となる半導体素子の領域又は測
    定対象外となる半導体素子の領域を設定する領域設定装
    置であって、少なくとも前記測定対象外となる半導体素
    子として、被測定物の管理用の情報を提供するモニタチ
    ップの領域を登録する領域設定装置と、 前記領域設定装置の出力する測定対象となる半導体素子
    の領域又は測定対象外となる半導体素子の領域の情報を
    記憶する記憶装置と、 前記載置台上の被測定物の位置情報に基づいて、検査さ
    れる半導体素子の位置決めを行う情報を前記駆動装置に
    出力する制御機構とを備え、 前記記憶装置に記憶された半導体素子の領域の情報に基
    づき、前記制御機構が前記被測定物の位置決め情報を前
    記駆動装置に出力し、前記測定対象となる半導体素子の
    み電気的試験を行うよう構成されたことを特徴とするプ
    ローブ装置。
  2. 【請求項2】測定対象外となる半導体素子の中に被測定
    物の半導体素子が形成されていない周縁部の領域を登録
    する領域設定装置を設けたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のプローブ装置。
  3. 【請求項3】被測定物上の複数の半導体素子がステッパ
    によるパターン焼き付けにより製造されたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のプローブ装置。
  4. 【請求項4】領域設定装置の出力を測定結果に基づいて
    被測定物上の半導体素子にマーキングを行うマーキング
    装置に供給することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のプローブ装置。
JP61185970A 1986-08-07 1986-08-07 プロ−ブ装置 Expired - Lifetime JPH07109837B2 (ja)

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