JPH09119961A - 荷電粒子線試験装置 - Google Patents

荷電粒子線試験装置

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JPH09119961A
JPH09119961A JP7300621A JP30062195A JPH09119961A JP H09119961 A JPH09119961 A JP H09119961A JP 7300621 A JP7300621 A JP 7300621A JP 30062195 A JP30062195 A JP 30062195A JP H09119961 A JPH09119961 A JP H09119961A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ボンディングパッドとプローブピンとの自動コ
ンタクト制御機能を実現して安定なコンタクトを短時間
で実現する。 【解決手段】ICテストシステムからのコンタクトチェ
ック結果がPASS状態となる迄、プローブピン152
の品種に対応した安全なオーバードライブ量(72)単
位にコンタクト方向に接近移動させる制御手段と、コン
タクトチェック結果がPASS後は、ICテストシステ
ムからのコンタクトチェック結果がFAIL状態となる
位置迄、微寸動量73単位に非コンタクト方向に移動さ
せる制御手段と、再びコンタクトチェック結果がPAS
S状態となるファーストタッチ位置まで、微寸動量73
単位にコンタクト方向に接近移動させる制御手段と、フ
ァーストタッチ位置71からオーバードライブ量72を
コンタクト方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、荷電粒子線試験
装置において、移動ステージ上に置かれた被試験ウエハ
のチップを検査する場合に、この被試験ウエハのチップ
電極(ボンディングパッド)と電気的接触をするプロー
ブカードとのコンタクト制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術について図4、図5、図6、図
7を示して、被試験ウエハの複数ボンディングパッド
と、このボンディングパッドに電気的接触をするプロー
ブカードとのコンタクト技術について以下に説明する。
このコンタクト技術は、主に荷電粒子線試験装置(例え
ば電子ビームテストシステム)やプローバ装置で使用さ
れる。従来の全体構成を図7に示す。この構成で発明に
関する要部構成図は、図6に示すように、プローブカー
ド150と、ステージ制御部300と、ウエハステージ
400と、ICT500と、テストヘッド600とで成
る。
【0003】プローブカード150(probe card)は、
被試験チップのボンディングパッド位置に対応して、触
針である複数プローブピン(probe pin)を配列して電
気的接触を与えるものであり、テストヘッド600側の
測定信号を接続インターフェースする。
【0004】ICT500は、半導体試験装置であり、
テストヘッド600を介し、プローブカード150を介
して被試験チップ100の各ボンディングパッドに電源
と試験パターン信号を供給し、この被試験チップ100
からの出力信号を受けて、荷電粒子線試験装置と共に所
定のデバイス解析/試験を実施する。
【0005】荷電粒子線試験装置本体は、図4に示すよ
うに、ウエハ上の被試験チップ100の各ボンディング
パッド110にプローブカード150のプローブピン1
52を接触させ、電源供給とICT500からの試験信
号を印加した状態で、これらを真空状態にて荷電粒子線
ビームを所望位置に当てて被試験チップ100の電位分
布を非接触で解析実施する。
【0006】ウエハステージ400は、上記ウエハを保
持してステージ制御部300の基で縦横上下(X、Y、
Z)方向に移動可能な移動ステージであり、チップのボ
ンディングパッド110とプローブピン152とをコン
タクト(電気的接触)させる為に、このステージをZ軸
方向に上下動操作して電気的接触を計る必要がある。
【0007】ここでプローブカード150には多数のプ
ローブピン152が隣接配列されている。このピンは弾
性を有する微細なタングステンの金属針が主に使用さ
れ、チップ試験毎に繰り返しコンタクト実施されストレ
スを受ける。
【0008】従来、所定のコンタクト位置への設定手法
は、オペレータがスコープやSEM(scanning electron
microscope)像等で目視しながら、ステージ制御部3
00を介して手動操作でウエハステージ400のZ軸を
除々に上昇/下降させて所定と思われるコンタクト位置
に設定実施していた。即ち、Z軸寸動毎にICTのコン
タクトチェック機能を利用して、コンタクト位置、即ち
ファーストタッチ位置71確認後、更にこれから安定接
触の針圧を与える為のオーバードライブ量72を加えた
高さにZ軸を設定する手順操作としていた。
【0009】ここでファーストタッチ位置71とは、図
5に示すように、プローブピン152がボンディングパ
ッド110と接触してコンタクトチェックがPASSす
るZ軸境界点のことであり、また、オーバードライブ量
72とは、ファーストタッチ位置71からプローブピン
に安定接触する針圧を与える移動量であって、このオー
バードライブ量72は個々のプローブカード150のプ
ローブピンの種類(構造/形状)によって異なる。
【0010】ここでICTのコンタクトチェック機能と
は、プローブピンとチップのボンディングパッドが本当
に電気的接続状態に有るかをチェックする機能であり、
このコンタクトチェック結果としては、全ピンが接触状
態にあるか否かのPASS/FAIL情報と、隣接ピン
とのショートの有無情報も得られ、また個別ピン毎のコ
ンタクト情報も得られる。但し、このチェック機能では
接触抵抗の値ついては測定出来ない。
【0011】上記説明のように、最適コンタクト位置に
設定するには全ピンを安定に接触させるには寸動させな
がら繰り返しICTによるコンタクトチェック実施をし
ながらの確認作業が必要となっている。また、プローブ
ピンは多数チップのコンタクト使用頻度によりストレス
が加えられ、上下方向に変形あるいは針ズレを来して各
先端が同一高さ位置に無く場合が多い。
【0012】また従来のコンタクトは、オペレータによ
る手動操作である為に、上記操作によってはオーバード
ライブ量72を越えて操作する場合もあり、これにより
過度の変形ストレスが加わり、先端部を損傷させたり、
隣接ピン側へ曲がってショートさせたり、プローブピン
の寿命を短くしてしまったり、等の不具合が生じ易い難
点を有していた。これらの発生を防ぐ為にコンタクト操
作には、常に慎重な操作が要求されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、従
来ではプローブカード150の各プローブピンは、手動
操作により、最適コンタクト位置に移動設定していた
為、設定時間が掛かり、プローブピンに過度な力を加え
て劣化を早めたり損傷させたり、又、コンタクトミスを
招いてチップ試験ミスを生じたりする場面があり、ボン
ディングパッドとプローブピンとの安定なるコンタクト
実施上の難点であった。
【0014】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、ボンディングパッドとプローブピンとの自動コンタ
クト制御機能を実現して安定確実なコンタクトを短時間
で実現することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】第1に、上記課題を解決
するために、本発明の構成では、ICテストシステムか
らのコンタクトチェック結果がPASS状態となる迄、
プローブピン152の品種に対応した所定のオーバード
ライブ量72単位にコンタクト方向に接近移動させる制
御手段と、前記コンタクトチェック結果がPASS後
は、ICテストシステムからのコンタクトチェック結果
がFAIL状態となる位置迄、微寸動量73単位(即ち
所定の要求精度量に相当する移動量)に非コンタクト方
向に離す移動制御手段と、再びコンタクトチェック結果
がPASS状態となるファーストタッチ位置まで、微寸
動量73単位にコンタクト方向に接近移動させる制御手
段と、ファーストタッチ位置71からオーバードライブ
量72をコンタクト方向に移動させる制御手段とする。
これにより、コンタクトチェック機能を有するICテス
トシステムにより被試験ウエハのボンディングパッド1
10と電気的接触をするプローブカード150のプロー
ブピン152とのコンタクトにおいて、ボンディングパ
ッドとプローブピンとの自動コンタクトを実現する。
【0016】第2に、上記課題を解決するために、本発
明の構成では、ICテストシステムからのコンタクトチ
ェック結果がPASS状態となる迄、プローブピン15
2の品種に対応した所定のオーバードライブ量72単位
にコンタクト方向に接近移動させる制御手段と、コンタ
クトチェック結果がPASS後は、ICテストシステム
からのコンタクトチェック結果がFAIL状態となる位
置から、再びPASS状態となるファーストタッチ位置
迄、バイナリサーチ手法による二等分移動制御手段と、
ファーストタッチ位置71からオーバードライブ量72
をコンタクト方向に移動させる制御手段がある。これに
より、ファーストタッチ位置71を求める微寸動の回数
が少なくした自動コンタクトを実現する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例と共に詳細に説明する。
【0018】
【実施例】本発明の特異な点は、ICTからのコンタク
トチェック結果毎の信号を受けて、Z軸を安全な移動距
離単位(即ちオーバードライブ量72)毎に寸動制御し
て、プローブピンに過度なストレスを与えない自動制御
手段として、無理なストレスを与えない安定確実なコン
タクト手段を自動設定する点である。
【0019】(実施例1)本発明実施例について図1、
図3、図8を示して、以下に説明する。本発明の全体構
成を図8に示す。この構成で本発明に関する要部構成図
は、図3に示すように、従来要部構成に、ICTとステ
ージ制御部の信号線及び自動コンタクト制御部50を追
加して設けた構成で成る。自動コンタクト制御部50
は、コンタクトチェックを行いながら、以下の説明によ
るZ軸ステージの自動制御を行ってコンタクト実施す
る。
【0020】第1段階ではボンディングパッド110と
プローブピン152とをコンタクト状態にする。即ち、
図1のZ軸ステージの移動手順に示すように、初期位置
から開始して、でプローブピン152に対応したオー
バードライブ量72単位に上昇させた後、ICTのコン
タクトチェック機能を起動させ、このコンタクトチェッ
ク結果を受けて、未だFAIL状態である場合は、図示
ののように再度オーバードライブ量72単位で上昇
させて同様の動作を繰り返し実施する。やがて図示の
の位置でコンタクトチェック結果がPASSする。
【0021】第2段階では、コンタクトの境界であるフ
ァーストタッチ位置71を求める。即ち、図示のよう
に微寸動量73単位(即ち所定の要求精度量に相当する
移動量)毎に下降させ、コンタクトチェックの実施結果
を受けて、今度はPASS状態の場合は、同様の繰り返
し微寸動下降を実施する。やがて図示のの位置でコン
タクトチェック結果がFAILする。再びコンタクトチ
ェック結果がPASS状態まで、微寸動量73単位にコ
ンタクト方向に接近移動させる。この結果、この位置が
ファーストタッチ位置71として求まる。
【0022】第3段階では、安定な接触を与える為に、
このファーストタッチ位置71から図示のオーバード
ライブ量72の上昇移動を行い、プローブピンに安定接
触する針圧を与えて自動制御を終了する。
【0023】上記説明のように、Z軸移動に対して安全
な移動距離単位であるオーバードライブ量72単位に寸
動制御する自動コンタクト制御手段とすることで、プロ
ーブピン152に過度なストレスを与える心配の無いコ
ンタクトの自動設定手段を実現できることとなる。
【0024】(実施例2)上記実施例1の第2段階のフ
ァーストタッチ位置71を求める説明では、微寸動量7
3単位毎に下降させる移動制御方法であったが、微寸動
の回数が多くなる場合がある。以下の説明に示す手法は
この寸動回数を少なくする実施例である。
【0025】即ち、微寸動量73単位を移動量とするの
では無く、図2に示すように、バイナリサーチ手法によ
る二等分移動制御手法で行う。即ち、図示の移動ステ
ップではオーバードライブ量72の1/2移動量で下降
移動させ、未だコンタクト状態であれば、図示の移動
ステップのように更にの移動量の1/2としてオーバ
ードライブ量72の1/2×1/2=1/4移動量で下
降移動させる。ここでコンタクト状態がFAILになっ
た場合は、図示のように更にこの移動量の1/2であ
るオーバードライブ量72の1/2×1/2×1/2=
1/8移動量で逆方向の上昇移動させる。
【0026】このバイナリサーチ動作を繰り返すこと
で、移動量が所望の微寸動量未満に達したら、その位置
がファーストタッチ位置71として求まることになる。
このようなバイナリサーチ移動制御手段を自動コンタク
ト制御部50に設ける構成としても良い。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。I
Cテストシステムからのコンタクトチェック結果がPA
SS状態となる迄、安全なオーバードライブ量72単位
にコンタクト方向に接近移動制御してコンタクトチェッ
クがPASSする位置迄移動させ、次にファーストタッ
チ位置71迄微寸動量73単位に移動制御させ、最後に
ファーストタッチ位置71からオーバードライブ量72
をコンタクト方向に移動させる制御手段とすることで、
短時間で安全に被試験ウエハのボンディングパッド11
0とプローブピン152との良好な電気的接触を自動設
定可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の、Z軸ステージの移動ステ
ップを説明する図である。
【図2】本発明の実施例2の、Z軸ステージの移動ステ
ップを説明する図である。
【図3】本発明の、プローブカードとボンディングパッ
ドとのコンタクト実施を構成する要部構造図である。
【図4】複数プローブピンと被試験チップ100の複数
ボンディングパッドとのコンタクト関係を示す斜視図で
ある。
【図5】ファーストタッチ位置71とオーバードライブ
量72を説明する図である。
【図6】従来の、プローブカードとボンディングパッド
とのコンタクト実施を構成する要部構造図である。
【図7】従来の、荷電粒子線試験装置の全体構成図であ
る。
【図8】本発明の、荷電粒子線試験装置の全体構成図で
ある。
【符号の説明】
50 自動コンタクト制御部 71 ファーストタッチ位置 72 オーバードライブ量 73 微寸動量 100 被試験チップ 110 ボンディングパッド 150 プローブカード 152 プローブピン 300 ステージ制御部 400 ウエハステージ 500 ICT(ICテストシステム) 600 テストヘッド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被試験ウエハに荷電粒子線を照射し、照
    射点における2次荷電粒子の放出量から、IC内部の電
    位分布をSEM像として取得し、IC内部の不良箇所を
    検索するIC不良解析装置において、 ICテストシステムからのコンタクトチェック結果がP
    ASS状態となる迄、プローブピンの品種に対応した所
    定のオーバードライブ量(72)単位にコンタクト方向
    に接近移動させる制御手段と、 前記コンタクトチェック結果がPASS後は、該ICテ
    ストシステムからのコンタクトチェック結果がFAIL
    状態となるファーストタッチ位置(71)迄、微寸動量
    単位に非コンタクト方向に離す移動制御手段と、 該ファーストタッチ位置(71)からオーバードライブ
    量(72)をコンタクト方向に移動させる制御手段と、 以上を具備していることを特徴とした荷電粒子線試験装
    置。
  2. 【請求項2】 被試験ウエハに荷電粒子線を照射し、照
    射点における2次荷電粒子の放出量から、IC内部の電
    位分布をSEM像として取得し、IC内部の不良箇所を
    検索するIC不良解析装置において、 ICテストシステムからのコンタクトチェック結果がP
    ASS状態となる迄、プローブピンの品種に対応した所
    定のオーバードライブ量(72)単位にコンタクト方向
    に接近移動させる制御手段と、 コンタクトチェック結果がPASS後は、該ICテスト
    システムからのコンタクトチェック結果がFAIL状態
    となるファーストタッチ位置(71)迄、バイナリサー
    チ手法による二等分移動制御手段と、 該ファーストタッチ位置(71)からオーバードライブ
    量(72)をコンタクト方向に移動させる制御手段と、 以上を具備していることを特徴とした荷電粒子線試験装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100553675B1 (ko) * 1999-04-22 2006-02-24 삼성전자주식회사 오염 검출 테스터
US7256591B2 (en) 2001-11-29 2007-08-14 Fujitsu Limited Probe card, having cantilever-type probe and method
JP2010025601A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Hioki Ee Corp 回路基板検査装置
JP2011069619A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Hioki Ee Corp コンタクトプローブのプロービング方法およびプロービング装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011069619A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Hioki Ee Corp コンタクトプローブのプロービング方法およびプロービング装置

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