JPH07169799A - プロービング装置のプローブ位置合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プロービング装置のプローブ位置合せ方法にお
いて、特別に付帯させる設備を必要とすること無く個人
差や熟練度に左右しないでプローブとパットとを容易に
位置合せすることができるように図る。 【構成】ウェーハ１の集積回路形成する必要のない領域
にアルミニウム膜２を施し、このアルミニウム膜２の上
に集積回路の領域と同じ大きさの複数の方形状絶縁膜４
ａ，４ｂ，４ｃを被着させ、この絶縁膜４ａ，４ｂ，４
ｃに下地を露呈させる複数の開口５ａ，５ｂ，５ｃを設
け、これら開口５ａ，５ｂ，５ｃの大きさおよび位置を
集積回路の入出力パッドの大きさと位置に対応するよう
にし、さらに、この開口５ａ，５ｂ，５ｃの大きさを狭
める手段を位置ずれ許容値内にし、それぞれの絶縁膜４
ａ，４ｂ，４ｃにプローブ６ａを接触させ、プローブ６
ａの先端が開口に入るか否かをプローブ６ａ間の導通で
確認する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板であるウェ
ーハ面上に縦横に並べ形成された集積回路の特性を検査
するプロービング装置に関し、特に、プロービング装置
のプローブと集積回路の入出力用のパッドと位置合せす
るプロービング装置のプローブ位置合せ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、半導体装置の特性選別はウェーハ
面に形成された状態で行なっている。すなわち、ウェー
ハに縦横に並べ形成された集積回路の領域内にある入出
力用のパッドにプロービング装置の複数本のプローブを
同時に接触させ信号の授受を行ないテスター本体で正常
か否かを判定し良否を判定していた。この特性試験で重
要な準備作業の一つは、正確にプローブとパッドとを位
置合せすることである。このウェーハの一つの集積回路
とプローブの位置を合せを最初に行なえば、その後に行
なう他の集積回路の特性選別はウェーハを載置するステ
ージを単に自動的にＸあるいはＹ方向にステップ的に移
動して位置決めしプローブをその集積回路領域のパッド
に接触させることによって自動的に検査ができる。

【０００３】従来、このプロービング装置のプローブ位
置合せ方法は、プロービング装置のプローブへッドの穴
を通して光学顕微鏡でプローブの先端とパッドとを観察
しながらステージを微動させそれぞれが一致するように
位置合せを行なっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の方法では、拡大した状態で観察できるものの、人
間の目で認識している限り、個人差や熟練度によって差
異を生じ、正確に位置決めすることが困難である。ま
た、このような目視による観察でなく画像認識装置のよ
うな設備を付帯させることも考えられるが、設備が高価
となり、必ずしも得策な方法とは言えない。

【０００５】従って、本発明の目的は、特別に付帯させ
る設備を必要とすること無く個人差や熟練度に左右しな
いでプローブとパットとを容易に位置合せすることがで
きるプロービング装置のプローブ位置合せ方法を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、半導体
基板であるウェーハに縦横に並べ形成された複数の集積
回路にあるそれぞれの複数の入出力パッドにそれらに対
応する複数のプローブを接触させ該集積回路の特性を検
査するプロービング装置のプローブ位置合せ方法におい
て、前記集積回路が形成されていない前記ウェーハの四
隅の領域に導電膜を施し、それぞれの導電膜上に前記集
積回路の該入出力パッドのそれぞれに対応する位置に複
数の方形状の開口を有する絶縁膜を形成し、これらウェ
ーハの四隅にあるそれぞれの該絶縁膜の前記開口を順次
狭める大きさに形成し、前記プローブとそれぞれの該絶
縁膜とを相対的に移動して位置合せし該プローブを下降
させ該開口に該プローブが挿入できるか否かを前記導電
膜を介して該プローブ同志が導通するか否かで判定する
プロービング装置のプローブ位置合せ方法である。

【０００７】

【実施例】図１（ａ）および（ｂ）は本発明のプロービ
ング装置のプローブ位置合せ方法の一実施例を説明する
ためのウェーハの平面図および装置の構成を示す図であ
る。このプロービング装置のプローブ位置合せ方法は、
まず、図１（ａ）に示す被測定試料であるウェーハ１を
準備することである。このウェーハ１は同図に示すよう
に、複数の集積回路が縦横に並べ形成されるウェーハ１
の集積回路形成領域３の四隅の領域にアルミニウム膜２
を形成し、このアルミニウム膜２の上にそれぞれ大きさ
の異なる複数の開口５ａ，５ｂ，５ｃをもつ方形状絶縁
膜４ａ，４ｂ，４ｃを施してある。

【０００８】ここで、方形状絶縁膜４ａ，４ｂ，４ｃの
大きさおよび形状は集積回路形成領域３にある一つの集
積回路の占る領域と略同しである。また、開口５ａ，５
ｂ，５ｃの位置は一つの集積回路の入出力用のパッドの
位置と一致しており、大きさは、例えば、開口５ａは一
辺が１００μｍの正方形であってパッドの大きさと略等
しくしてある。さらに、開口５ｂは一辺が７５μｍおよ
び開口５ｃは一辺が５０μｍの正方形である。この開口
５ａの大きさをパッドの大きさと等しくしたことは、プ
ローブの位置が最大にずれてもこの開口５ａにプローブ
の先端が挿入されるように決めた寸法である。また、開
口５ｃを５０μｍ平方の正方形に決めたことは、複数の
プローブの間隔における製作許容誤差を含めても、複数
の開口５ｃにそれぞれのプローブが挿入されるように設
計したことによるものである。開口５ｂは開口５ａと開
口５ｃとの中間的な寸法である。なお、この方形状絶縁
膜４ａ，４ｂ，４ｃの開口５ａ，５ｂ，５ｃの数は集積
回路のもつパッド数と同じ数である必要がなく、集積回
路の外側の四隅に配置されるパッドと同じ数の４個であ
ることを少なくとも設ける必要がある。

【０００９】図２は図１（ａ）のウェーハを適用して本
実施例におけるプロービング装置のプローブ位置合せ方
法を説明するためのフローチャートである。次に、図１
（ｂ）に示す既存のテスタ１１をもつプロービング装置
７を使用してこのプロービング装置のプローブ位置合せ
方法を図２のフローチャートにて説明する。

【００１０】まず、図２のステップＡで制御装置１０に
て導通チェック時の条件、判定基準を設定する。次に、
ステップＢで、ステージ８に載置されたウェーハ１の方
形状絶縁膜４ａ，４ｂ，４ｃおよび集積回路形成領域３
の集積回路の位置座標情報をインターフェース９を介し
て入力する。次に、ステップＣで、プロービング装置７
のプローブヘッド６の下にウェーハ１の集積回路形成領
域３の一つの集積回路が来るようにステージ８を移動す
る。そして、プローブヘッド６を下降しプローブ６ａと
それに対応する集積回路のパッドと合せる。このやり方
は従来例で述べた方法と同じである。

【００１１】次に、ステップＤで、制御装置１０の指令
プログラムによりプローブヘッド６はウェーハ１の絶縁
膜４ａ上に位置決めされる。そしてプローブヘッド６を
下降させ、プローブ６ａが開口５ａに挿入さるか否かを
ステップＥで判定する。ここで開口５ａの下地はアルミ
ニウム膜であるから、開口５ａの総べてにプローブ６ａ
が入れば、総てのプローブ間は導通することになる。す
なわち、プローブ６ａとパッドとはおおまかに位置が合
っている。

【００１２】次に、ステップＥの判定でＯＫなら、ステ
ップＦで指令プログラムによりプローブヘッド６の下に
ウェーハ１の絶縁膜５ｂを位置決めしプローブヘッドを
下降させる。そして、プローブ６ａが開口５ｂに入るか
否かをステップＧで導通をチェックしステップＥと同様
に判定する。この判定ステップＧおよびステップＥでで
ＮＧであれば、ステップＣに戻り、最初の集積回路との
位置合せを行なう。

【００１３】ステップＧの判定でＯＫであれば、ステッ
プＨに進み、プローブヘッド６の下にウェーハ１の絶縁
膜４ｃを位置決めする。そしてプローブヘッド６を下降
させプローブ６ａが開口５ｃに入るか否かステップＩで
判定する。ステップＩで、ＯＫならば、ステップＪに進
みウェーハ１の集積回路形成領域３の集積回路の選別試
験を開始する。なお、ステップＩでＮＧならステップＤ
に戻り、最初の集積回路との位置合せを行なう。

【００１４】図３は本発明のプロービング装置のプロー
ブ位置合せ方法の他の実施例に適用するウェーハを示す
平面図、図４（ａ）〜（ｈ）は図３の方形状絶縁膜の開
口パターンを示す図である。このプロービング装置のプ
ローブ位置合せ方法は、図３に示すウェーハを使用す
る。このウェーハ１は同図に示すように集積回路形成領
域３の四隅に８つの方形状絶縁膜１４ａ〜１４ｈを設け
たことである。そしてこれら方形状絶縁膜１４ａ〜１４
ｈの開口は図４に示すようなパターンを有している。

【００１５】この方形状絶縁膜１４ａ〜１４ｈの開口１
５ａ〜１５ｈは、プローブ６ａの外側の第１のピンの位
置と対応する位置に形成されている。そして一辺が１０
０μｍの正方形の開口に両辺にまたがるか左右上下のい
ずれかの辺から突出部を設け、開口を狭める状態にして
ある。また、この突出部をＸ方向あるいはＹ方向とも位
置ずれ許容値として３５μｍにしておけば、プローブが
入るか否かで許容値内に位置出しができているか否かを
確認できる。また、開口１６ａ〜１６ｈはプローブ６ａ
の他の外側の第２のピンの位置と対応する位置に形成さ
れている。これも開口１５ａ〜１５ｈと同様の突出部を
もつている。さらに、開口１８ａ〜１８ｈ、開口１９ａ
〜１９ｈはプローブ６ａの一外側の第３および第４のピ
ンの位置と対応する位置に形成されている。やはり、突
出部が設けられている。

【００１６】一方、開口１７ａ〜１７ｈは大きな正方形
の開口であって、プローブ６ａのグランドピンに対応す
る位置に設けられている。この開口１７ａ〜１７ｈは位
置ずれが多少あっても、プローブ６ａのグランドピンが
入るように大きめに明けられている。このように方形状
絶縁膜１４ａ〜１４ｈが形成されたウェーハを用いてプ
ローブの位置合せを行なう。

【００１７】まず、前述の実施例と同様にプローブヘッ
ド６を集積回路形成領域３の一つの集積回路のパッドと
プローブ６ａの位置合せを行なう。次に、制御装置１０
の指令プログラムによりプローブヘッド６の下に方形状
絶縁膜１４ａを位置決めしプローブ６ａを下降させ、グ
ランドピンに対応する開口１７ａと第１のピンに対応す
る開口１５ａとの導通があるか否かでプローブが入って
いるか否かを判定する。そして引続きグランドピンと第
２のピン、グランドピンと第３のピンおよびグランドピ
ンと第４のピンとの導通チェックを行なう。もしＯＫな
ら方形状絶縁膜１４ｂ，１４ｃおよび１４ｈまで同様の
導通チェックを行ない。総べての導通チェックがＯＫな
ら、ウェーハ１の集積回路形成領域３の集積回路の選別
試験を開始する。

【００１８】図５はプローブ位置修正手順を説明するた
めの方形状絶縁膜を示す平面図である。もし、上述した
導通チェックによる位置合せが不良と判定された場合、
プローブ６ａの位置を修正しなければならない。この例
の場合は、方形状絶縁膜１４ａ以外の導通チェックはＯ
Ｋであって、方形状絶縁膜１４ａのみＮＧであったと仮
定すると、判定ステップ時に開口１５ａ，１６ａ，１８
ａおよび１９ａでプローブの針跡２６が残るはずであ
る。このことは、突出部にプローブの先端が乗り開口１
５ａ，１６ａ，１８ａおよび１９ａにプローブが入らな
かったことを示している。従って、この突出部からプロ
ーブが外れるように修正すれば良い。すなわち、Ｘ方向
に３５μｍ、Ｙ方向に３５μｍプローブをずらせば良い
ことになる。そして再度導通チェックを行なえば、プロ
ーブの針跡２７はそれぞれの開口の中央に位置され、確
実にプローブが入り、導通はＯＫとなる。

【００１９】このようにこの実施例では方形状絶縁膜毎
に導通チェックすることによりプローブのずれる方向が
認識できることから、前述の実施例に比べプローブ位置
修正が簡単にできるという利点がある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウェーハ
の集積回路形成する必要のない領域にアルミニウム膜を
施し、このアルミニウム膜の上に集積回路の領域と同じ
大きさの複数の方形状絶縁膜を被着させ、この絶縁膜に
下地を露呈させる複数の開口を設け、これら開口の大き
さおよび位置を集積回路の入出力パッドの大きさと位置
に対応するようにし、さらに、この開口の大きさを狭め
る手段を位置ずれ許容値内にし、それぞれの絶縁膜にプ
ローブを接触させ、プローブの先端が開口に入るか否か
をプローブ間の導通で確認することにより、目視のよう
な曖昧でなく確実にプローブの位置合せができるという
効果がある。また、特別に装置に付帯させる装置が不要
で、既存の試験プログラムに位置合せプログラムを組込
むことができるので極めて安価に得られるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロービング装置のプローブ位置合せ
方法の一実施例を説明するためのウェーハの平面図およ
び装置の構成を示す図である。

【図２】図１（ａ）のウェーハを適用して本実施例にお
けるプロービング装置のプローブ位置合せ方法を説明す
るためのフローチャートである。

【図３】本発明のプロービング装置のプローブ位置合せ
方法の他の実施例に適用するウェーハを示す平面図であ
る。

【図４】図３の方形状絶縁膜の開口パターンを示す図で
ある。

【図５】プローブ位置修正手順を説明するための方形状
絶縁膜を示す平面図である。

【符号の説明】

１ ウェーハ ２ アルミニウム膜 ３ 集積回路形成領域 ４ａ，４ｂ，４ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，
１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ 方形状絶縁膜 ５ａ，５ｂ，５ｃ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，
１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ，１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ，１７
ｇ，１７ｈ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８
ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ，１９ａ，１９ｂ，１９
ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈ 開口 ６ プローブヘッド ６ａ プローブ ７ プロービング装置 ８ ステージ ９ インターフェース １０ 制御装置 １１ テスタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板であるウェーハに縦横に並べ
   形成された複数の集積回路にあるそれぞれの複数の入出
   力パッドにそれらに対応する複数のプローブを接触させ
   該集積回路の特性を検査するプロービング装置のプロー
   ブ位置合せ方法において、前記集積回路が形成されてい
   ない前記ウェーハの四隅の領域に導電膜を施し、それぞ
   れの導電膜上に前記集積回路の該入出力パッドのそれぞ
   れに対応する位置に複数の方形状の開口を有する絶縁膜
   を形成し、これらウェーハの四隅にあるそれぞれの該絶
   縁膜の前記開口を順次狭める大きさに形成し、前記プロ
   ーブとそれぞれの該絶縁膜とを相対的に移動して位置合
   せし該プローブを下降させ該開口に該プローブが挿入で
   きるか否かを前記導電膜を介して該プローブ同志が導通
   するか否かで判定することを特徴とするプロービング装
   置のプローブ位置合せ方法。
2. 【請求項２】 正方形の前記開口の狭める方法は前記開
   口一辺が前記プローブの直径と位置決め許容値を加えた
   大きさから該プローブの直径と略同程度の大きさに順次
   変えることを特徴とする請求項１記載のプロービング装
   置のプローブ位置合せ方法。
3. 【請求項３】 正方形の前記開口の狭める方法は前記プ
   ローブの直径に前記位置決め許容値を加えた寸法をもつ
   一辺の正方形の開口に一辺あるいは両辺に跨がって内側
   に突出する突出物の寸法を順次変えることを特徴とする
   請求項１記載のプロービング装置のプローブ位置合せ方
   法。