JPS6142829B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体ウエハー（以下ウエハーと略
す）の電気特性試験装置に関する。以下では特に
ことわりがないかぎり試験とは、電気特性試験を
指す。

半導体素子（以下ICと略す）の製造過程にウ
エハー上に形成された各ICペレツトの試験工程
があり、ICテスターとウエハープローバーを主
とするウエハー試験装置が用いられている。ウエ
ハー試験技術の中に、ウエハー上に形成された各
ICペレツトの入出力端子（以下ボンデイングパ
ツドと言う）と接触するプローブ・カード探針群
が複数形成されており、１回のボンデイングパツ
ドとの接触で複数ペレツトの試験が同時に実行で
きるウエハー試験装置がある。

ICのコスト低減には、バツチ処理は有効な手
段であり試験のバツチ処理化もその１つの手段と
してあげられる（特願昭50−71762号明細書参
照）。

複数ペレツトの同時試験はウエハー上の良品率
が高い程効果的であるがウエハー内のペレツト良
品率は、マスク製造技術及び拡散技術等の製造技
術の進歩、ウエハーの大径化及び回路設計技術の
向上等により着実に増大しており、複数ペレツト
の同時試験技術は有効な技術となつて来ている。
プローブカード上に形成された複数の測定端子
群、例えば２ペレツト試験用の端子群のうち１つ
をIC1もう一方をIC2と仮に名ずける。

このプローブカードを用いての１枚のウエハー
試験を例にとると、同一ウエハー上に作られた
ICペレツトは、電気特性も類似していると考え
ることができ、IC1の端子群で試験した良品数と
IC2の端子群で試験した良品数は近い値を取るこ
とが正しい試験状態であると考えることができ
る。

従来のウエハー試験装置は、一般的にプローバ
ーウエハーがセツトされるとボンデイングパツト
部とプローブカード探針群との位置合せを行な
い、試験準備が完了すると、テストスタート信号
をICテスターへ送る。ICテスターは、テストプ
ログラムに従つて試験を行ない、IC1，IC2の
各々の試験結果とテストエンド信号とをプローバ
ーへ送る。プローバーは、不良と判断されたIC
ペレツトにのみキズを打点したり、レーザー光で
ペレツト表面を溶かす等により印をつけ外観を見
るだけで良品と不良品の識別ができる様にする。
このため一担不良と判断されたペレツトは再生不
能な状態になる。

以後、上記の試験サイクルは、自動的に繰返
し、ウエハーの試験が完了するまで続けられる。
試験が終了すると、プローバーはランプあるいは
ブザー等の手段により試験の終了を作業者に知ら
せる。作業者は、試験完了ウエハーを取りはず
し、未試験のウエハーをセツトし、上記同様の作
業でウエハー試験装置を動かす。

この様な従来装置に於いてプローブカード上の
例えばIC1の探針群のうち１本が折れる故障がウ
エハーの試験中に起こつた場合に、従来のウエハ
ー試験装置では、IC1の探針群で試験たICペレツ
トは、すべて不良品と判断されても試験は続け
る。

作業者は、試験終了を知らされると、IC1と
IC2それぞれの端子群で試験されたICペレツトの
良品数量と不良品数量をICテスター（あるいは
プローバー）に付いているカウンター手段により
確認し記録する。この時に、IC1とIC2の良品数
量が大幅にちがうと作業者は、試験装置が異常で
あると判断して点検する。点検の結果、故障が発
見され修理が完了しても、すでにIC1の端子群で
試験されたICペレツトは、キズやレーザー光に
より再生不能な状態となつており大きな損失を与
えることになる。

又、ウエハー試験装置は非常に高価な設備であ
り上記ブローブカードの故障状態では、等価的に
十分な稼動をしていないことになり、装置の稼動
効率低下として、ICのコストアツプにつなが
る。

上記は、プローブカード上のIC1用の探針が折
れた場合を仮定して説明したが、ICテスターの
例えばIC1の計測系に故障が起きた場合でも同様
の結果となる。従つて従来のウエハー試験装置
は、かかる欠点が存在していた。

本発明の目的はウエハー試験装置の故障あるい
は、試験精度の劣化等を初期状態で発見し警報を
出す機能を有し、ICの製造コストを下げること
のできるウエハー試験装置を提供することにあ
る。

本発明によれば半導体ウエハー内に形成されて
いる各ICペレツトのボンデイングパツドと接触
するプローブカード探針群が複数形成されており
複数プローブカード探針群と複数ペレツトのボン
デイングパツドとが１度の接触で複数ペレツトの
電気特性試験が同時にできる構成の半導体ウエハ
ー電気特性試験装置に於いて、プローブカード上
に形成された２組以上の探針群で電気特性試験さ
れる各々ペレツトの良品数および不良数をそれぞ
れ計数する手段をもち、試験毎にあるいは周期的
に各々の計数値の差を計算する回路手段と、任意
の一定値を警告値として設定し記憶する回路手段
と、上記２つの回路手段の出力を比較し、数値が
同一となつた時、あるいは警告値を越えた時に警
告信号を出してプローバーを停止させると共に警
告表示を発生させる手段を有する半導体ウエハー
電気特性試験装置が得られる。

本発明によれば、IC1とIC2により試験された
良品数（あるいは不良数）を試験毎かあるいは間
欠的に比較し良品数量（あるいは不良数）に任意
の一定数量の差が出て来た時にウエハー試験装置
が停止される為に、従来の試験装置によつて良品
を不良品と判断されるICペレツトを任意の一定
数量以下に押えることができ且つ試験装置の異常
を初期状態にて知ることができるために試験装置
の稼動率を向上させることが期待できる。このた
め、従来と比較して良品を不良品として廃棄する
ICペレツトを大幅に減少させることができる。

以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

第１図に未試験半導体ウエハー上面図の１例を
示す。第１図に於いて正方形２は各ICペレツト
を表わしている。

第２図には、２ペレツト同時試験用のプローブ
カード５の概略図を示す。同図には、IC1 ３と
IC2 ４の探針群が形成されており第１図に示し
たウエハーと１回の接触でIC1ペレツト及びIC2
ペレツトの２ペレツトのボンデイングパツドに接
続できることを示している。

第３図は、第２図の部分図でさらにプローブカ
ード上のIC1 ３の探針６が折れボンデイングパ
ツドに接続しない場合の故障の１例を示す。

第４図は本発明によるウエハー試験装置の一例
を示すブロツク図である。ウエハー試験装置は、
プローバーのステージ上に第１図で示した様な未
試験半導体ウエハー１を設定し、第２図に示した
様なプロブカード５の探針群にてボンデイングパ
ツドとの接触が取れると、プローバー側からテス
トスタート信号を出し、インターフエースケーブ
ル１０を通してICテスター１２へ送る。ICテス
ター１２は、内部のテストプログラムに従いIC
テスター１２←→ケーブル１３，１４←→プローブカ
ード５←→ICペレツト２を通して電気信号の送受
を行ないICペレツトの良、不良を判定する。

判定結果は、IC1，IC2の各々の良、不良の４
種類でありプローバー１１とカウンター１５及び
１６へ送られる。プローバーは、不良信号を受け
た物のみ、キズをつけたりレーザー光１７および
１８により表面を溶かすなどの処理を行なう。カ
ウンター１５及び１６は、IC1の良品数量および
不良数量、IC2の良品数量および不良品数量をそ
れぞれカウントする。ICテスター１２は、良、
不良信号の後にテストエンド信号を10を通してプ
ローバー１１へ送る。プローバー１１は、テスト
エンド信号を受けると不良信号による１７および
１８の処理が完了するのを検出して、次のICペ
レツトを試験するためのインデツクス操作を行な
い。プローブカード５と末試験ICペレツトとの
接続が取れると、テストスタート信号を１０を通
してICテスター１２に送る。上記のループによ
りウエハー試験装置は、自動的にウエハー上の
ICペレツト２を全数試験する。

以上は従来のウエハー試験装置となんら変わる
ところはないが、本発明では以下に述べる、ウエ
ハー試験装置の異常検出回路を追加して異常時に
は、プローバーを停止させる機能を持たせてい
る。

カウンター１５及び１６により計数された良品
数量および不良数量の計数値は、試験装置が正常
な場合、同一ウエハーに対しては、前記した理由
等により近値することが知られている。ここでは
良品数量に着目して説明する。すなわち｜（IC1
の良品数量）−（IC2の良品数量）｜は、ある一定
範囲内の数値であるということができる。１５及
び１６の計数値の差の絶対値と比較する限界値即
ち警告値の任意の一定値を設定しておく警告値レ
ジスター２０の値は、セツト信号１９により設定
される。｜（IC1の良品数量）−（IC2の良品数
量）｜を計数する減算回路２１の計算値と警告値
レジスタ２０の内部との大少比較を行ない両者が
同一あるいは２１の計数値が２０の警告値を起え
たとき信号を出力する回路をコンパレータ２２と
する。コンパレータ２２の出力信号は警告信号２
３としプローバー１１へ送るとともに警告表示部
２４でランプあるいはブザー等により表示され
る。

さらに本発明の適用による効果をより詳細に説
明するためにペレツトが正方形を保つているもの
は、全数が良品である理想ウエハーを試験中に
IC1 ３で試験されるＸ点（このときIC2 ４で
試験される位置はX′となる）で図３に示したプ
ローブカードの故障が起きて試験を続けたときの
ウエハー１を第５図、第６図に示す。第５図、第
６図の中で示されている「レ」のマークは、不良
と判断されたICペレツトに付けられたキズを示
す。

第５図は、従来のウエハー試験装置にて試験し
た結果Ｘ点以後は一行おきに、すべて良品のIC
ペレツトを不良品と判断して再生不良な状態にし
ている。

第６図は、本発明によるウエハー試験装置で試
験されたウエハーであり警告値レジスタ２０に警
告値が１０と設定されさらに試験毎に両端子群の
良品数の計数値の差との比較を行なつている時の
状態を示す。

Ｘの点より故障が起こつてもＹの点（このとき
IC2 ４で試験される位置はY′となる）まで試験
すると２２が警告値との一致を見てプローバーは
自動的に停止し、それ以後の試験されるICペレ
ツトは、不良にされないで済む。

また異常は、警告表示部２４にてただちに作業
者へ知らされるため装置の稼動率の向上にも役に
立ち、ICの製造コストを下げることは明らかで
ある。

さらに本発明の上記実施例では説明を簡単にす
るため、２ペレツトの同時試験例を述べたが３ペ
レツト以上の同時試験時にも本発明の適用が有効
であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、半導体ウエハー１の１例上面図であ
る。第２図は、２ペレツト同時試験用プローブカ
ード５を示す。第３図は、２ペレツト同時試験用
プローブカード５の部分図で、故障の１例を示
す。第４図は、本発明による半導体ウエハー試験
装置の１例のブロツク図である。第５図は、全数
良品の理想ウエハーを従来の２ペレツト同時試験
用ウエハー試験装置により故障プローブカードで
試験した結果を表わす。第６図は、全数良品の理
想ウエハーを本発明の適用による２ペレツト同時
試験用ウエハー試験装置により故障プローブカー
ドで試験した結果を表わす。 １……未試験半導体ウエハーの１例、２……
ICペレツトの例、３……IC1用プローブカード探
針群の１例、４……IC2用プローブカード探針群
の１例、５……２ペレツト同時試験用プローブカ
ードの１例、６……プローブカード探針が折れた
ことによる故障の１例、６′……６のプローブカ
ード探針に対応するボンデイングパツド、７……
全数良品の理想ウエハー、１０……ICテスター
１２とウエハープローバー１１とのインターフエ
ース、１１……ウエハープローバー、１２……
ICテスター、１３……ICテスターとIC1ペレツト
との試験用電気信号ケーブルを表わす。１４……
ICテスターとIC2ペレツトとの試験用電気信号ケ
ーブルを表わす。１５……IC1用の良品（不良
品）数量計数カウンター、１６……IC2用の良品
（不良品）数量計数カウンター、１７……IC1の
不良信号によりIC1の試験ペレツトへ目印を付け
るインカーあるいはレーザー光。１８……IC2の
不良信号により、IC2の試験ペレツトへ目印を付
けるインカーあるいはレーザー光。１９……警告
値セツト信号、２０……警告値設定レジスター、
２１……｜（IC1の良品数量）−（IC2の良品数
量）｜を計算する減算回路、２２……コンパレー
タ、２３……警告信号、２４……警告表示部、２
５……カウンターリセツト信号、第４図に於いて
矢印は信号の流れを示す。第５図第６図に於ける
矢印はICペレツトの試験順序の流れを示す。
Ｘ，X′で示したICペレツトにて第３図に示した
プローブカード不良が起こつたことを示す。Ｙ，
Y′にて示したICペレツトはウエハープローバー
の停止した位置を示す。「レ」のマークは不良品
と判定されたICペレツトに付けられたキズある
いは、レーザー光により溶かされたことを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体ウエハー内に形成されている各ICペ
   レツトのボンデイングパツドと接触するプローブ
   カード探針群が複数形成されており前記複数プロ
   ーブカード探針群と前記複数ペレツトのボンデイ
   ングパツドとが１度の接触で複数ペレツトの電気
   特性試験が同時にできる構成の半導体ウエハー電
   気特性試験装置に於いて、前記プローブカード上
   に形成された２組以上の探針群で電気特性試験さ
   れる各々ペレツトの良品数および不良数をそれぞ
   れ計数する手段と、試験毎にあるいは周期的に
   各々の計数値の差を計算する回路手段と、任意の
   一定値を警告値として設定し記憶する回路手段
   と、前記２つの回路手段の出力を比較し、数値が
   同一となつた時、あるいは前記警告値を越えた時
   に警告信号を出してプローバーを停止させると共
   に警告表示を発生させる手段とを有することを特
   徴とする半導体ウエハー電気特性試験装置。