JPH08327690A - 半導体ウエハ検査装置および半導体ウエハ検査方法 - Google Patents

半導体ウエハ検査装置および半導体ウエハ検査方法

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JPH08327690A
JPH08327690A JP13412995A JP13412995A JPH08327690A JP H08327690 A JPH08327690 A JP H08327690A JP 13412995 A JP13412995 A JP 13412995A JP 13412995 A JP13412995 A JP 13412995A JP H08327690 A JPH08327690 A JP H08327690A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
standard
needle
probe
pressure
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JP13412995A
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English (en)
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Tsuneo Okubo
庸夫 大久保
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NEC Yamagata Ltd
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NEC Yamagata Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体ウェハの電気試験において、プローブ針
と被試験ウェハの針圧不足による歩留低下を防止する。 【構成】半導体試験装置1Aが、プローブ針5の針圧対
応の検査項目の規格を格納する記憶部10と、この検査
項目の測定値SBと上記規格とを比較する比較部11と
を含み比較結果に対応して駆動機構3の制御信号SCを
発生する制御部9を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハ検査装置お
よび半導体検査方法に関し、特にプローブ針により拡散
済の半導体ウエハの電気特性の自動測定を行う半導体ウ
エハ検査装置および半導体検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のプローブ装置を備える半導体検
査装置は、ウエハ上の多数の素子の電気的特性の測定の
ため、上記素子の電極パッドにプローブ針を接触させこ
のプローブ針をテスタ本体に接続することにより測定を
実行するように構成されている。通常ウエハは真空チャ
ック等により載置台上に支持され、この載置台をX,Y
方向およびZ軸の周方向であるθ方向に移動制御するこ
とにより上記電極パッドとプローブ針との位置合せを行
い、上記載置台を上昇することで上記プローブ針と電極
パッドとを接触させるようになっている。また、この電
気的特性測定結果、不良素子にはスクラッチマーカ方式
あるいはインカー方式等によりマーキングを実行するよ
うに構成されている。ここで、精度よく測定を実行する
ため、上述の電極パッドとプローブ針との位置合せおよ
びプローブ針の接触圧(以下針圧)の適切な設定が重要
である。前者については作業者の目視に頼らない自動位
置合せ法が特公昭62−16018号公報や特開昭61
−15340号公報等で提案されている。
【0003】また、後者については、針圧が大きすぎる
とプローブ針の寿命を短縮し、あるいはウエハ,プロー
ブ針等の破損の要因となり、小さすぎると、ウエハ上の
酸化膜をプローブ針により突き破ることができず電気的
接触不良を生じ正確な測定の困難要因となるので、一般
的には顕微鏡を用い、目視でコンタクト状態を確認しな
がら人手で慎重に行なっていた。
【0004】従来の半導体ウエハ検査装置をブロックで
示す図3を参照すると、この従来の半導体ウエハ検査装
置は、電気的特性試験用の信号発生およびプローブ装置
からの入力信号を処理して試験を実行する半導体試験装
置1と、プローブ針5と被試験ウエハ4を載置する載置
台6と載置台6の上下位置を制御する駆動機構3とを含
むプローブ装置2と、半導体試験装置1とプローブ装置
2とを接続するケーブル7とを備える。
【0005】次に、図3を参照して、従来の半導体ウエ
ハ検査装置を用いて行う従来の半導体ウエハ検査方法に
ついて説明すると、被試験ウェハ4は載置台6の上に支
持され、この載置台6を駆動機構3により上下方向に移
動制御することで被試験ウエハ4上のペレットの電極パ
ッドとプローブ針5の接触圧すなわち針圧を調整する。
針圧調整が完了すると、プローブ装置2はテスト開始信
号SAを半導体試験装置1に転送してテストを開始す
る。
【0006】この針圧調整を自動的に行う特開昭63−
166242号記載の従来の第1のウエハ検査装置は、
被試験ウエハの試験前にテスタ本体でプローブ針の電極
パッドへのコンタクトによる接触抵抗の判定を行い、そ
の判定結果をプローブ装置にフイードバックしてウエハ
載置台を上下することを反復する。
【0007】また、針圧調整を自動的に行う特開平1−
162117号公報記載の従来の第2のウエハ検査装置
は、被試験ウェハの試験前および試験中に、プローブ針
の針圧をウエハ上のプローブ針の針跡から画像処理によ
り検出し、その検出結果に基ずき上記プローブ針とウエ
ハ載置台との相対位置関係を制御する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1の
半導体ウエハ検査装置および半導体検査方法は、針圧調
整完了後の被試験ウェハの試験において数万回〜数十万
回のコンタクト後に生ずるプローブ針の摩耗や弾性低下
や高さばらつき等に起因する適正針圧からの逸脱により
接触抵抗が増加して良品ペレットを不良判定することに
よる歩留低下の発生を人手で異常と判断し、再度針圧調
整を行う必要があるという欠点があった。
【0009】また、従来の第2の半導体ウエハ検査装置
および半導体検査方法は、構成が複雑なうえに、プロー
ブ針の針跡の大小のみにより、針圧調整を行うため、針
圧の適正か否かの最終判断は被試験ウェハの半導体試験
装置による測定結果を人手により確認する必要があると
いう欠点があった。
【0010】本発明の目的は、上述した従来の問題点を
解決し、被試験ウェハの試験中に針圧調整を自動的に行
う半導体ウエハ検査装置および半導体ウエハ検査方法を
提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエハ検
査装置は、試験信号の供給および測定データの処理を行
う試験信号生成処理装置と、プローブ針と被測定半導体
ウエハを支持する載置台とこの載置台の上下方向位置調
整用の駆動機構とを含むプローブ装置とを備え、前記被
測定半導体ウエハの電極パッドに前記プローブ針を接触
させて所定の電気特性検査を行う半導体ウエハ検査装置
において、前記試験信号生成処理装置が、前記電極パッ
ドに対する前記プローブ針の接触圧対応の予め定めた検
査項目の規格を格納する記憶手段と前記検査項目の測定
値と前記規格とを比較し比較信号を出力する比較手段と
を含み前記比較信号の供給に応答して前記駆動機構の制
御信号を発生する制御信号発生手段とを備えて構成され
ている。
【0012】また、本発明の半導体ウエハ検査方法は、
被測定半導体ウエハの電極パッドにプローブ針を接触さ
せて所定の電気特性検査を行う半導体ウエハ検査方法に
おいて、前記電極パッドに対する前記プローブ針の接触
圧対応の予め定めた検査項目の第1の測定値を収集する
第1のステップと、前記検査項目対応の規格と前記第1
の測定値とを比較する第2のステップと、前記第2のス
テップの比較結果不満足の場合前記接触圧を増加させる
第3のステップと、再度前記検査項目の第2の測定値を
収集する第4のステップと、前記規格と前記第2の測定
値とを比較する第5のステップと、前記第5のステップ
の比較結果不満足の場合前記接触圧を低減させ元の状態
に戻す第6のステップとを含むことを特徴とするもので
ある。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を図3と共通の構成要
素には共通の参照文字/数字を付して同様にブロックで
示す図1を参照すると、この図に示す本実施例の半導体
ウエハ検査装置は、従来と共通のプローブ装置2とケー
ブル7とに加えて、半導体試験装置1の代りに予め設定
した針圧対応の検査項目すなわち設定項目の規格を記憶
する記憶部10と上記設定項目の規格と測定データSB
とを比較する比較部11とを含み比較結果に対応する制
御信号SCをプローブ装置2に出力する制御部9を備え
る半導体試験装置1Aを備える。
【0014】次に、図1および動作をフローチャートで
示す図2を参照して本実施例の半導体試験装置1Aによ
る半導体ウエハ検査方法について説明すると、本実施例
では設定項目として、本実施例ではプローブ針5の被試
験半導体ウエハ4に対する接触圧すなわち針圧対応の接
触抵抗値を用いる。上記接触抵抗値が数Ω〜百Ω程度と
比較的低い場合には、この抵抗値は針圧を反映し、すな
わち、針圧の大小に対応して抵抗値は小あるいは大とな
り、極端な場合針圧0すなわち接触していない場合の抵
抗値は無限大となる。したがって、適正針圧の場合の抵
抗値を規格として予め記憶しておき、この規格と接触抵
抗値の測定結果とを比較することにより上記針圧の修正
情報を得ることができる。すなわち、測定抵抗値が上記
規格の許容範囲より外れた場合に、プローブ針5の針圧
が変化したと判定し載置台6の上下方向の修正を行い、
上記針圧を修正する。
【0015】以上の動作をフローチャートで示す図2を
併せて参照すると、まず、ステップS1でプローブ装置
2の載置台6に被試験ウェハ4を載置する。ステップS
2で駆動機構3は載置台6を上昇させ、被試験ウェハ4
のペレットの電極パッドとプローブ針5とを接触させ
る。ステップS3でプローブ装置2はテスト開始信号S
Aを半導体試験装置1に転送する。ステップS4で被試
験ウェハ4の最初のペレットの電気特性を試験し、この
時の測定データの内、設定項目である接触抵抗の測定デ
ータSBを制御部9へ転送する。次に、ステップS5で
制御部9では比較部11で測定データSBを記憶部10
に記憶してある対応の接触抵抗の規格と比較し、規格を
満足しない場合はステップS6に、満足する場合にはス
テップS11にそれぞれ進む。
【0016】ステップS6で比較部11はプローブ装置
2へ制御信号SCを供給し制御信号SCの供給に応答し
て駆動機構3が動作し、載置台6を数μm〜数十μmの
オーダで上昇させ、被試験ウェハ4のペレットに対する
プローブ針5の針圧を増加させる。次にステップS7で
プローブ装置2はテスト開始信号SAを半導体試験装置
1Aに再び転送する。ステップS8で被試験ウェハ4の
ペレットの再測定時の測定データSBを記憶部10に転
送する。ステップS9で比較部11は接触抵抗設定規格
および対応測定データSBを再度比較し、規格を満足す
る場合はステップS5の規格外れは針圧不足によるもの
と判定し載置台6が上昇したままの状態でステップS1
1に進み、被試験ウェハ4の次のペレットに接続を移
す。
【0017】ステップS9で、設定規格を満足しない場
合にはステップS5において針圧は問題無いと判定し、
比較部11からプローブ装置2へ制御信号SCを供給
し、ステップS10において駆動機構3が動作し、載置
台6を数μm〜数十μmのオーダで下降させ、プローブ
針5の針圧を元に戻してステップS11に進み、被試験
ウェハ4の次のペレットに接続を移す。
【0018】なお、プローブ装置2には、プローブ針5
と被試験ウェハ4の破損を防止するために、規定値以上
に載置台6が上昇しないよう保護機能を有している。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体ウ
エハ検査装置および半導体ウエハ検査方法は、プローブ
針の接触圧対応の検査項目の規格を格納する記憶手段
と、この検査項目の測定値と上記規格とを比較する比較
手段と、比較信号対応の駆動機構制御信号を発生する制
御信号発生手段とを備えることにより、画像処理等の複
雑な構成を用いることなく、被試験ウェハの検査中の測
定データによりプローブ針の針圧を自動的に修正でき、
歩留低下の発生要因となるプローブ針の摩耗,弾性低
下,高さばらつき等による良品ペレットの不良判定を防
止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体ウエハ検査装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】本実施例の半導体ウエハ検査装置による半導体
検査方法を示すフローチャートである。
【図3】従来の半導体ウエハ検査装置の一例を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1,1A 半導体試験装置 2 プローブ装置 3 駆動機構 4 被試験ウェハ 5 プローブ針 6 載置台 7 ケーブル 9 制御部 10 記憶部 11 比較部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験信号の供給および測定データの処理
    を行う試験信号生成処理装置と、プローブ針と被測定半
    導体ウエハを支持する載置台とこの載置台の上下方向位
    置調整用の駆動機構とを含むプローブ装置とを備え、前
    記被測定半導体ウエハの電極パッドに前記プローブ針を
    接触させて所定の電気特性検査を行う半導体ウエハ検査
    装置において、 前記試験信号生成処理装置が、前記電極パッドに対する
    前記プローブ針の接触圧対応の予め定めた検査項目の規
    格を格納する記憶手段と前記検査項目の測定値と前記規
    格とを比較し比較信号を出力する比較手段とを含み前記
    比較信号の供給に応答して前記駆動機構の制御信号を発
    生する制御信号発生手段を備えることを特徴とする半導
    体ウエハ検査装置。
  2. 【請求項2】 前記検査項目が前記接触圧対応の接触抵
    抗であることを特徴とする請求項1記載の半導体ウエハ
    検査装置。
  3. 【請求項3】 被測定半導体ウエハの電極パッドにプロ
    ーブ針を接触させて所定の電気特性検査を行う半導体ウ
    エハ検査方法において、 前記電極パッドに対する前記プローブ針の接触圧対応の
    予め定めた検査項目の第1の測定値を収集する第1のス
    テップと、 前記検査項目対応の規格と前記第1の測定値とを比較す
    る第2のステップと、 前記第2のステップの比較結果不満足の場合前記接触圧
    を増加させる第3のステップと、 再度前記検査項目の第2の測定値を収集する第4のステ
    ップと、 前記規格と前記第2の測定値とを比較する第5のステッ
    プと、 前記第5のステップの比較結果不満足の場合前記接触圧
    を低減させ元の状態に戻す第6のステップとを含むこと
    を特徴とする半導体ウェアの検査方法。
JP13412995A 1995-05-31 1995-05-31 半導体ウエハ検査装置および半導体ウエハ検査方法 Pending JPH08327690A (ja)

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