WO2007105387A1

WO2007105387A1 - 半導体検査システム

Info

Publication number: WO2007105387A1
Application number: PCT/JP2007/051892
Authority: WO
Inventors: Takeyasu Kuwata; Yuji Ide
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2007-09-20

Description

明細書

半導体検査システム

技術分野

[0001] 本発明は、半導体検査システムに関するものである。

背景技術

[0002] 半導体装置の製造工程では、ウェハプロセスで半導体ウェハ上に 1個 1個の半導体チップが形成され、その後にこれらの半導体ウェハ上に形成された複数の半導体チップの電気的特性を測定するプローブテストが行われる。

[0003] そのプローブテストを実施するにあたり、図 1に示すような半導体ウェハプローバ 20 Oaを使用する。複数の半導体チップに対してプローブテストを行うと、プローブ 50を電極パッドに繰り返し接触させることにより、コンタクト抵抗が増大し、測定異常が発生し歩留まり低下を生じる恐れがある。そのプローブ 50の接触におけるコンタクト抵抗の上昇を防ぐ手段としては、プローブ 50のクリーニングを実施するという手段で、コンタクト抵抗の上昇を防ぐようにしている。上記クリーニングを実施する 1つの条件としては、図 9に示しているように、任意の検査個数を決定しておき、測定を行い、測定数が任意の検査個数以上の場合は、プローブ 50のクリーニングを実施する。

[0004] また、別の方法としては、プローブ 50のコンタクト抵抗値を測定するためのウェハ、ステージ等を用意し、また測定前に基準となる任意の管理値を決定してから測定を行い、測定終了後に、プローブ 50のコンタクト抵抗を測定し、管理値以上の場合についてクリーニングを行うという方法もある。（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2003— 59987号公報 (第 1頁、第 1図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上述した半導体ウェハプローバ 200aを用いて、半導体チップの電気的特性の測定を実施する場合、プローブ 50を電極パッドに繰り返し接触させると、コンタクト抵抗が次第に増大し、最終的には測定異常が発生し、歩留まりの低下につながるという問題点がある。 [0006] ここで、コンタクト抵抗の増大を防止するためには、プローブ 50のクリーニングを実施することで、コンタクト抵抗の増大は抑えられる。しかし、頻繁にプローブ 50のタリ一ユングを実施すると、プローブ 50の先端部が度重なるクリーニングで磨耗し、その性能を維持できなくなる。また、クリーニング後のコンタクト抵抗の確認を行う作業が発生し、生産性が著しく低下する。

[0007] また、コンタクト抵抗を測定し、その結果によりクリーニングする手法についての課題としては、現在ある半導体検査システムに、コンタクト抵抗を測定するために新規のステージ等を追加するため、投資が必要となる。また、コンタクト抵抗のみしか測定できないため、コンタクト抵抗の微小な上昇時には、検査異常を見逃す恐れがある。

[0008] そこで、この発明は、半導体検査システムの新規ステージ等の投資を抑え、また半導体ウェハの生産性をそれほど低下させることなぐ測定用プローブのコンタクト抵抗の上昇による半導体チップの電気的特性の測定異常を防止することのできる半導体検査システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、測定用プローブのコンタクト抵抗の上昇による、コンタタト抵抗の測定異常を防止するものとして、測定用プローブをクリーニングするものがある。

[0010] ここで、上記に記載しているように、過度にクリーニングを行えば、測定用プローブの先端部の磨耗より、性能を維持できなくなり、また逆にクリーニング回数を減らすことにより歩留まり低下の恐れがあるため、プローブの状態により、クリーニングが必要となってくる。

[0011] そこで、本発明は、測定用プローブを適切にクリーニングする手段としては、複数の任意の電気的特性の測定結果を用いてプローブの状態の判断を行、、そのプロ一ブの状態に応じてクリーニングを実施するようにしたものである。

[0012] すなわち、本発明の請求項 1にかかる半導体検査システムは、測定用プローブを半導体ウェハ上に形成された半導体チップのパッドに接触させ、前記半導体チップを検査するプローバよりなる半導体検査システムにおいて、上記半導体ウェハを保持する保持用ステージと、上記測定用プローブを有するプローブカードをセットするテストボードと、上記測定用プローブが、上記半導体ウェハの所定のパッドに接触するように、上記保持用ステージを移動する駆動手段と、上記テストボードに接続ケープルを通じて接続され、該テストボードにセットされたプローブカードの上記測定用プローブと、上記半導体チップの所定のパッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスターと、上記テスターで実施された検査の測定値をクリーニングする条件とし、上記測定用プローブをタリー二ングするクリーニング機構を備えた、ことを特徴とするものである。

[0013] 本発明の請求項 2にかかる半導体検査システムは、請求項 1記載の半導体検査システムにおいて、前記クリーニング機構は、前記テスターで前記測定用プローブを用いた前記半導体チップの検査終了後に、検査結果が前記クリーニングする条件に一致した場合は、前記測定用プローブのクリーニングを行う、ことを特徴とするものである。

[0014] 本発明の請求項 3にかかる半導体検査システムは、請求項 1記載の半導体検査システムにおいて、前記クリーニング機構は、前記テスターで前記測定用プローブを用 V、た前記半導体チップの検査を実施して、る途中にぉ、ても、それまでの検査結果が前記クリーニングする条件に一致した場合は、該検査の終了を待たずに前記測定用プローブのクリーニングを行う、ことを特徴とするものである。

[0015] 本発明の請求項 4に力かる半導体検査システムは、請求項 1ないし請求項 3記載の半導体検査システムにおいて、前記クリーニング機構は、前記クリーニングを行う手段を複数持ち、前記テスターで実施された検査の測定値と、予め定めた判断基準値とを比較することにより、前記複数のクリーニング手段のうちのいずれかを選択し、タリ一二ングを行う、ことを特徴とするものである。

[0016] 本発明の請求項 5にかかる半導体検査システムは、請求項 1ないし請求項 4のいずれかに記載の半導体検査システムにおいて、前記クリーニング機構は、前記測定用プローブを用いて前記テスターで実施した検査の測定値が、複数の連続する半導体チップで所定の測定値以上であった場合に、これを前記測定用プローブをタリー二ングする条件とする、ことを特徴とするものである。

[0017] 本発明の請求項 6にかかる半導体検査システムは、請求項 5記載の半導体検査システムにおいて、前記クリーニング機構は、あら力じめ前記テスターに良品の半導体

、て行った所定の検査の基準値を格納しておき、前記測定用プローブを用いて前記テスターで実施した検査の測定値を、前記所定の検査の基準値と比較し、前記検査の測定値が前記所定の検査の基準値以上である場合に、前記測定用プローブのクリーニングを行う、ことを特徴とするものである。

[0018] 本発明の請求項 7にかかる半導体検査システムは、測定用プローブを半導体ゥェハ上に形成された半導体チップのノ¾ドに接触させ、前記半導体チップを検査するプローバよりなる半導体検査システムにおヽて、上記半導体ウェハを保持する保持用ステージと、上記測定用プローブを有するプローブカードをセットするテストボードと、上記測定用プローブが、上記半導体ウェハの所定のパッドに接触するように、上記保持用ステージを移動する駆動手段と、上記テストボードに接続ケーブルを通じて接続され、該テストボードにセットされたプローブカードの上記測定用プローブと、上記半導体チップの所定のノッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスターと、上記テスターで実施された検查結果から求められる歩留まりをクリーニング条件とし、上記測定用プローブをタリーニングするクリーニング機構を備えた、ことを特徴とするものである。

[0019] 本発明の請求項 8にかかる半導体検査システムは、測定用プローブを半導体ゥェハ上に形成された半導体チップのノ^ドに接触させ、半導体チップを検査するプローバよりなる半導体検査システムにおいて、上記半導体ウェハを保持する保持用ステージと、上記測定用プローブを有するプローブカードをセットするテストボードと、上記測定用プローブが、上記半導体ウェハの所定のノッドに接触するように、上記保持用ステージを移動する駆動手段と、上記テストボードに接続ケーブルを通じて接続され、該テストボードにセットされたプローブカードの上記測定用プローブと、上記半導体チップの所定のノッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスターと、前記測定用プローブを用いて前記テスターで実施した検査結果にぉ、て、あら力じめ決めた所定数連続して不良判定がでた場合に、前記測定用プローブのクリーニングを行うクリーニング機構を備え、前記所定数連続して不良判定がでた前記半導体チップを前記所定数以下の任意数分戻し、再度前記クリーニングを行った測定用プローブを用いて測定を行う、ことを特徴とするちのである。

発明の効果

[0020] 上記の方法を用いることにより、下記のような効果が期待できる。

測定用プローブをクリーニングするため、プローブのコンタクト抵抗の上昇による、測定異常を未然に防ぐことができる。

[0021] また、プローブのクリーニングの必要性を確認できるため、プローブのクリーニング回数を適切な回数に抑制でき、プローブの寿命を伸ばすことが可能となる。

[0022] また、プローブの状態を判断してクリーニングを実施しており、プローバ内でのタリ一ユングを行うことによりクリーニング後にプローブ状態を確認する作業についても、電気的特性の測定結果で判断できるため、生産性を低下することなぐ測定を行うことがでさる。

[0023] さらには、コンタクト抵抗の微小な上昇時でも、複数の電気的特性の測定結果で検查異常を判断するため、検査異常を早期に発見でき、現状での半導体検査システムに、新規のステージ等を追加することもなぐコンタクト抵抗の上昇を発見できるため、投資も肖減することができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1による半導体検査システムの半導体ウェハプローバの構成を表す図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施の形態 1による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 3]図 3は、本発明の実施の形態 2による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 4(a)]図 4 (a)は、本発明の実施の形態 3による半導体検査システムの半導体ゥェハプローバの構成を表す図である。

[図 4(b)]図 4 (b)は、本発明の実施の形態 3による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施の形態 4による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 5による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 6による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 7による半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。

[図 9]図 9は、従来の半導体検査システムの測定フローチャートを表す図である。符号の説明

[0025] 10 テスター

20 接続ケーブル

30 テストボード

40 プローブカード

50 プローブ

60 ウェハ

70 保持ステージ

80 駆動部

90 接合治具

100a, 100b クリーニング機構

101a, 101b クリーニング板

102 クリーニングステージ

200a, 200b 半導体ウェハプローバ

発明を実施するための最良の形態

[0026] (実施の形態 1)

以下、本発明の実施の形態 1による半導体検査システムについて、図面を参照しながら説明する。

図 1に示すように、半導体ウェハプローバ 200aは、測定用プローブ 50が設けられたプローブカード 40と、半導体ウェハ 60を保持するための保持用ステージ 70と、プローブ 50の先端をクリーニングするクリーニング機構 100aと、半導体チップの電気的特性を測定するテスター 10と、保持用ステージ 70とクリーニング機構 100aを接合する接合治具 90から構成されて、る。

[0027] プローブカード 40は、テストボード 30に装着されて使用され、該プローブカード 40 には、半導体チップの電極パッドと接触し電気的特性の測定を行えるように、複数のプローブ 50が設けられている。このプローブカード 40は、テストボード 30、および接続ケーブル 20を通じて、テスター 10に接続される。

[0028] テスター 10からの電気信号を、プローブカード 40を通じて半導体チップに入力し、また半導体チップからの信号を、プローブカード 40を通じてテスター 10に転送する。保持ステージ 70は、測定しょうとするウェハ 60を保持することができる。また、この保持ステージ 70は移動できるように、駆動部 80が設けられている。保持ステージ 70の移動については、テスター 10から出るコントロール信号により制御される。

[0029] クリーニング機構 100aは、クリーニング板 101aと、このクリーニング板 101aが装着されるクリーニングステージ 102とからなっており、このクリーニング機構 100aは、プローブ 50の先端を、クリーニングするためのものである。テスター 10は、測定する半導体チップの電気的特性の測定結果の電気信号の授受、および処理を行うものである

[0030] 次に本実施の形態 1による半導体検査システムの動作について説明する。

図 2は、本実施の形態 1による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤ一トである。

[0031] まず、図 2に示すステップ S10を行う。

ウェハ 60の表面を上向きにして、ウエノ、 60を保持ステージ 70の上に保持する。プローブカード 40を、半導体ウェハプローバ 200aのテストボード 30にセットする。

[0032] 次に、図 2に示すステップ S20を行う。

上記保持ステージ 70を、駆動部 80により測定を行う半導体チップの場所まで移動し、半導体チップの電極パッドと、プローブ 50とを接触させ、テスター 10からプローブ 50を通じて半導体チップに電源電圧を加えた状態で、所定の検査のための入力信号を半導体チップに与え、半導体チップを動作させる。また、半導体チップの電気的特性の測定結果を出力する。ここで、半導体チップの電気的特性の測定は、複数の測定項目について行うものとする。なお、複数の測定項目の例として、半導体チップの電極パッドとプローブとの接触抵抗の測定、半導体チップ内の機能部分の測定、半導体チップ内のアナログ部分の測定、半導体チップの端子ごとの DC、 AC特性の測定などがある。

[0033] 次に、図 2に示すステップ S30を行う。

ステップ S20で測定した半導体チップの電気的特性の測定結果に基づ、て、半導体チップの良、否判断を行い、半導体チップの測定を終了する。

[0034] 次に、図 2に示すステップ S40を行う。

ステップ S30で測定を終了した半導体チップについて、電気的特性の測定項目のうち 1つ以上の任意の電気的特性の測定結果を用いて、その電気的特性の測定結果の測定値がある一定以上の場合 (ステップ S40で No)については、テスター 10から信号を発信し、半導体チップの電気的特性の測定を、ウェハ 60上に形成される複数の半導体チップのうち測定終了した半導体チップのところで一時中止し、ステップ S50に進む。また、測定結果の測定値がある一定未満の場合 (ステップ S40で Yes) については、ウエノ、 60上に形成される複数の半導体チップを全半導体チップについて測定できていない場合には、再度ステップ S20からステップ S40を繰り返し、測定を行う（ステップ S80)。また、全半導体チップを測定終了した場合には、ウェハ 60の測定完了となる (ステップ S90)。ここで、半導体ウェハプローバ 200aの設定により、複数の測定項目のうち、いずれか 1項目の測定結果の測定値が一定以上の場合にクリーニングすることもでき、また、複数の測定項目の全ての測定結果の測定値が一定以上の場合にクリーニングすることもできる。

[0035] ステップ S40での、電気的特性の測定結果の測定値がある一定以上である場合（ステップ S40で No)、ステップ S50では、現在使用しているプローブについてこれまでに実行してきたクリーニング回数と、予め定められたクリーニング実行回数の上限値とを比較して、これまでのクリーニング回数が上限値以上である場合 (ステップ S50 で Yes)については、プローブカード 40の交換が必要であるとして、測定をストップし、カード交換を作業者に教えるブザーを鳴らす (ステップ S 70)。また、クリーニング実行回数が、上記上限値未満の場合 (ステップ S50で No)については、テスター 10より駆動部 80を移動させる制御信号を送り、プローブ 50と、クリーニング板 101aを接触させ、プローブ 50のクリーニングを行う（ステップ S60)。

[0036] クリーニング後については、電気的特性の測定を再度行い (ステップ S20からステツプ S40)、ウェハ 60上に形成される複数の半導体チップを全半導体チップ測定できていない場合には、再度ステップ S 20からステップ S40を、繰り返し測定を行う（ステップ S80)。また、全半導体チップを測定終了した場合には、ウェハ 60の測定完了となる（ステップ S 90)。

[0037] 以上のように、本実施の形態 1による半導体検査システムにおいては、半導体ゥヱノ、 60を保持する保持用ステージ 70と、測定用プローブ 50を有するプローブカード 4 0をセットするテストボード 30と、上記測定用プローブ 50が、上記半導体ウェハ 60の所定のパッドに接触するように、上記保持用ステージ 70を移動する駆動部 80と、上記テストボード 30に接続ケーブル 20を通じて接続され、該テストボード 30にセットされたプローブカード 40の上記測定用プローブ 50と、上記半導体チップの所定のパッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスター 10と、上記テスター 10で実施された検査の測定値をタリーニングする条件とし、上記測定用プローブ 50をクリーニングするクリーニング機構 100aを備えたものとしたため、測定用プローブをクリーニングすることにより、プローブのコンタクト抵抗の上昇による測定異常を未然に防ぐことができ、また、クリーニングの上限回数を設定しておき、これを超えているときはプローブカードを交換するようにしたので、性能劣化したプローブによる検査を回避することができる。また、新規ステージ等の投資を抑えることができ、ウェハの生産性をそれほど低下させることなぐ測定用プローブのコンタクト抵抗の上昇による半導体チップの電気的特性の測定異常を防止することができる。

[0038] (実施の形態 2)

以下、本発明の実施の形態 2による半導体検査システムについて、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態 2における半導体ウェハプローバの構成は、実施の形態 1におけるものと同じであるので、その説明を省略する。

[0039] 図 3は、本実施の形態 2による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤ一トである。実施の形態 2は、電気的特性の測定結果の測定値がある一定以上であるかを判断するステップ S40を行った後、半導体チップの良否判断を行い、半導体チップの測定を終了するステップ S30を行うことが実施の形態 1と異なる。なお、ステツプ S40、 S30以外のステップは、実施の形態 1におけるものと同じであるので、その説明を省略する。

[0040] 図 3に示すステップ S 20で、半導体チップを動作させ、半導体チップの電気的特性の測定を開始した後、次に、図 3に示すステップ S40を行う。

ステップ S20で測定した、電気的特性の測定項目のうち 1つ以上の任意の電気的特性の測定結果を用いて、その電気的特性の測定結果の測定値がある一定以上の場合 (ステップ S40で No)については、テスター 10から信号を発信し、半導体チップの電気的特性の測定を、ウェハ 60上に形成される複数の半導体チップのうち測定終了した半導体チップのところで一時中止し、ステップ S50に進む。ステップ S50では、現在使用しているプローブについてこれまでに実行してきたクリーニング回数と、予め定められたクリーニング実行回数の上限値とを比較し、プローブのクリーニングの必要性を確認する。

[0041] また、測定結果の測定値がある一定未満の場合 (ステップ S40で Yes)につヽては、ステップ S20で測定した半導体チップの電気的特性の測定結果に基づいて、半導体チップの良、否判断を行い、半導体チップの測定を終了する (ステップ S30)。

[0042] このように、本実施の形態 2では、半導体チップの電気的特性の測定を行、、半導体チップの良、否判断を行って半導体チップの測定を終了する前に、すでに測定した半導体チップでの電気的特性の測定結果を用いて、プローブのクリーニングを行うか否かを判断する。

[0043] 以上のように、本実施の形態 2による半導体検査システムにおいては、クリーニング機構 100aは、テスター 10で測定用プローブ 50を用いた半導体チップの検査を実施して、る途中にぉ、ても、それまでの検査結果が前記クリーニングする条件に一致した場合は、該検査の終了を待たずに測定用プローブ 50のクリーニングを行う、ものとしたため、プローブのコンタクト抵抗の上昇による測定異常を未然に防ぐことができる

[0044] また、チップの良否判断を行う前にプローブのクリーニングの必要性を確認し、電気特性の測定結果によりプローブのクリーニングが必要であると判断した場合はプロ一ブをクリーニングした上で再度電気的特性の測定を行うことで、クリーニングが必要なプローブを使用したときの電気的特性の測定結果を用いてチップの良否判断を行わな、ようにして、半導体チップの検査時間を短縮することができる。

[0045] (実施の形態 3)

以下、本発明の実施の形態 3による半導体検査システムについて、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態 3における半導体ウェハプローバの構成は、実施の形態 1におけるものの構成に加え、複数のクリーニング方法の手段を有するものである。ここで、複数のクリーニング方法の手段として、例えば、クリーニング板を複数有し、プローブの状態によってクリーニングの際に使用するクリーニング板を変更したり、また、駆動部 80 の動作領域を変更し、プローブとクリーニング板の接触の強さを変更する。図 4 (a)に、複数のクリーニング板を有する場合の例として、クリーニング板 101a、 101bを有する半導体ウェハプローバ 200bの構成を示す。

[0046] 図 4 (b)は、本実施の形態 3による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤートである。実施の形態 3は、ステップ S50でプローブのクリーニング回数を確認して、クリーニング回数が予め定められたクリーニング実行回数の上限値未満である場合に、クリーニング内容を決定するステップ S50aを、実施の形態 1のフローチャートに加えたものである。なお、ステップ S50a以外のステップは、実施の形態 1におけるものと同じであるので、その説明を省略する。

[0047] 図 4に示すステップ S 50で、現在使用しているプローブについてこれまでに実行してきたクリーニング回数と、予め定められたクリーニング実行回数の上限値とを比較して、これまでのクリーニング回数が、上記上限値未満の場合 (ステップ S50で No)は、図 4に示すステップ S50aを行う。

[0048] ステップ S50aでは、ステップ S40にて測定した電気的キ性の測定値と、予め定めた判断基準値とを比較することにより、複数のクリーニング方法の手段のうち、適切なクリーニング方法の手段を選択する。例えば、プローブを強くクリーニングする必要があると判断した場合は、強いクリーニング方法の手段を選択することができる。具体的には、半導体チップの電極パッドとプローブとの接触抵抗の測定値力設定されている基準値以上の場合は、プローブを強くクリーニングする必要があると判断して、強 V、クリーニング方法の手段を選択する。

[0049] 本実施の形態 3では、プローブを強くクリーニングする必要があると判断した場合に、クリーニング方法の手段として、クリーニング機構 100bのクリーニング板 101aを選択するとした場合、テスター 10より駆動部 80を移動させる制御信号を送り、プローブ 50と、クリーニング板 101aとを接触させ、プローブ 50のクリーニングを行う（ステップ S 60)。

[0050] 以上のように、本実施の形態 3による半導体検査システムにおいては、クリーニング機構 100bは、クリーニングを行う手段を複数持ち、テスター 10で実施された検査の測定値と、予め定めた判断基準値とを比較することにより、前記複数のクリーニング手段のうちのいずれかを選択し、クリーニングを行う、ものとしたため、クリーニングをより確実に行うことができ、プローブのコンタクト抵抗の上昇による測定異常を未然に防ぐことができる。また、クリーニングの上限回数を設定しておき、これを超えているときはプローブカードを交換するようにしたので、性能劣化したプローブによる検査を回避することができ、さらにプローブの状態に適したクリーニング方法の手段を選択することにより、プローブの寿命を伸ばすことが可能となる。

[0051] なお、本実施の形態 3では、半導体チップの電気的特性の測定を 1つの測定項目について行う場合について説明した力複数の測定項目について測定を行い、予め決めてお、た優先順位の高、測定項目の順に測定値を基準値と比較して、タリー- ング方法の手段を選択するようにしてもよい。ここで、複数の測定項目のうち、例えば、アナログ部分の測定時の測定値が一定以上の場合はそれ程強くクリーニングしなくともクリーニングを行えば正常に測定を行うことができる力半導体チップの電極パッドとプローブとの接触抵抗を測定時の測定値が一定以上の場合は強くクリーニングを行わなければ他の電気的特性の測定項目での測定結果で一定以上になる (ステツプ S40で No)可能性もありえるので、アナログ部分の測定よりも半導体チップの電極ノッドとプローブとの接触抵抗の測定を、優先順位の高、測定項目とすることができる。

[0052] このような構成にすることにより、コンタクト抵抗の微小な上昇時でも、複数の電気的特性の測定結果で判断するため、検査異常を早期に発見でき、現状での半導体検查システムに、新規のステージ等を追加することもなぐコンタクト抵抗の上昇を発見できるため、投資も肖減することができる。

[0053] (実施の形態 4)

以下、本発明の実施の形態 4による半導体検査システムについて、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態 4における半導体ウェハプローバの構成は、実施の形態 1におけるものと同じであるので、その説明を省略する。

[0054] 図 5は、本実施の形態 4による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤ一トである。実施の形態 4は、一つ以上の任意のテストにて任意数連続で測定値力ある一定の測定値以上であるか否かを判断するステップ S40が実施の形態 1と異なる。なお、ステップ S40以外のステップは、実施の形態 1におけるものと同じであるため、その説明を省略する。

[0055] 図 5に示すステップ S20で測定した電気的特性の測定結果に基づいて、半導体チップの良、否判断を行い、半導体チップの測定を終了する (ステップ S30)。

[0056] 次に、図 5に示すステップ S40を行う。

ステップ S30で測定が終了した半導体チップについて、電気的特性の測定項目のうち 1つ以上の任意の電気的特性の測定結果の測定値力所定数連続で、ある一定の測定値以上である場合 (ステップ S40で No)については、テスター 10から信号を発信し、半導体チップの電気的特性の測定を、ウェハ 60上に形成される複数の半導体チップのうち測定終了した半導体チップのところで一時中止し、ステップ S50に進む。ステップ S50では、現在使用しているプローブについてこれまでに実行してきたクリーニング回数と、予め定められたクリーニング実行回数の上限値とを比較し、プローブのタリ一ユングの必要性を確認する。 [0057] 例えば、半導体チップの電気的特性の測定を 1つの測定項目につ!/、て行う場合において、ステップ S40の任意数を「5」とした場合、電気的特性の測定を行った 1つ目の半導体チップで、電気的特性の測定結果の測定値がある一定の測定値以上であつても、そこでプローブのクリーニングの必要性を確認するステップ S50に進まずに、電気的特性の測定結果の測定値が 5つの半導体チップで連続で、ある一定の測定値以上である場合に、ステップ S50に進むようにする。

[0058] 以上のように、本実施の形態 4による半導体検査システムにおいては、クリーニング機構 100aは、測定用プローブ 50を用いてテスター 10で実施した検査の測定値が、複数の連続する半導体チップで所定の測定値以上であった場合に、これを前記測定用プローブ 50をタリ一ユングする条件とするものとしたため、クリーニングをより確実に行うことができ、プローブのコンタクト抵抗の上昇による測定異常を未然に防ぐことができ、また、クリーニングの上限回数を設定しておき、これを超えているときはプローブカードを交換するようにしたので、性能劣化したプローブによる検査を回避することができる。また、プローブのクリーニング回数を適切な回数に抑制できることで半導体チップの検査時間を短縮することが可能となる。

[0059] (実施の形態 5)

以下、本発明の実施の形態 5による半導体検査システムについて、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態 5における半導体ウェハプローバの構成は、実施の形態 1におけるものと同じであるので、その説明を省略する。

[0060] 図 6は、本実施の形態 5による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤ一トである。実施の形態 5は、あら力じめ良品であるとわ力つている半導体チップに対して、任意の電気的特性の測定を行い、その電気的特性の測定結果により、プローブのクリーニングを行うか否かの判断の基準値を決定するステップ SlOcを、実施の形態 1のフローチャートに加えたものである。なお、ステップ S 10c以外のステップは、実施の形態 1におけるものと同じであるため、その説明を省略する。

[0061] まず、図 6に示すステップ S 10で、ウェハ 60を保持ステージ 70の上に保持し、プローブカード 40を半導体ウェハプローバ 200aのテストボード 30にセットし、ウェハ測定を開始して、次に、図 6に示すステップ SlOcを行う。

[0062] あら力じめ良品であるとわ力つている半導体チップに対して、任意の電気的特性の測定を行い、その電気的特性の測定結果により、プローブのクリーニングを行うか否かの判断の基準値を決定し、半導体ウェハプローバ 200aに、前記基準値を記憶させる。

[0063] 次に、ステップ S 20で測定した電気的特性の測定結果に基づ、て、半導体チップの良、否判断を行い、半導体チップの測定を終了する (ステップ S30)。

[0064] 以上のように、本実施の形態 5による半導体検査システムにおいては、クリーニング機構 100aは、あら力じめテスター 10に良品の半導体チップについて行った所定の検査の基準値を格納しておき、測定用プローブ 50を用いて前記テスター 10で実施した検査の測定値を、前記所定の検査の基準値と比較し、前記検査の測定値が前記所定の検査の基準値以上である場合に、前記測定用プローブ 50のクリーニングを行うものとしたので、クリーニングをより確実に行うことができ、プローブのコンタクト抵抗の上昇による測定異常を未然に防ぐことができ、また、クリーニングの上限回数を設定しておき、これを超えているときはプローブカードを交換するようにしたため、性能劣化したプローブによる検査を回避することができる。

[0065] また、あら力じめ良品の半導体チップについて行った任意の電気的特性の測定結果を用いて、プローブのクリーニングの必要性を判断することにより、良品の半導体チップと同じ環境で、検査環境による測定結果への影響を少なくして正確な検査を行うことができる。

[0066] (実施の形態 6)

以下、本発明の実施の形態 6による半導体検査システムについて、図面を参照しながら説明する。

図 7は、本実施の形態 6による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤ一トである。実施の形態 6は、歩留まりの基準となる任意の値を設定するステップ SlOa を実施の形態 1のフローチャートにカ卩えたものであり、また、チップ検査終了時の歩留まりが、任意の歩留まりの基準値未満であるかを判定するステップ S40が実施の形態 1と異なる。なお、ステップ S10a、 S40以外のステップは、実施の形態 1におけるものと同じであるため、その説明を省略する。

[0067] まず、図 7に示すステップ S10で、ウェハ 60を保持ステージ 70の上に保持し、プローブカード 40を半導体ウェハプローバ 200aのテストボード 30にセットし、ウェハ測定を開始して、次に、図 7に示すステップ SlOaを行う。

[0068] 半導体ウェハプローバ 200aに歩留まりの基準となる任意の値を設定する。ここで、歩留まりの基準となる任意の値の設定は、例えば、評価時に半導体チップの検査を実施し、ある程度の歩留まりの予測を立て、その数値を半導体ウェハプローバ 200a に設定する等によって行う。

[0069] 次に、ステップ S 20で測定した電気的特性の測定結果に基づ、て、半導体チップの良、否判断を行い、半導体チップの測定を終了する (ステップ S30)。

[0070] 次に、図 7に示すステップ S40を行う。

ステップ S30で測定が終了した半導体チップについて、歩留まりを判定し、ステップ S 10aで設定した任意の歩留まりの基準値未満の場合 (ステップ S40で No)については、テスター 10から信号を発信し、半導体チップの電気的特性の測定を、ウェハ 60 上に形成される複数の半導体チップのうち測定終了した半導体チップのところで一時中止し、ステップ S50に進む。

[0071] また、任意の歩留まり基準値以上の場合 (ステップ S40で Yes)につ、ては、ウェハ 60上に形成される複数の半導体チップを、全半導体チップにつ!、て測定できて!/、ない場合には、再度ステップ S 20からステップ S40を繰り返し測定を行う（ステップ S80 )。また、全半導体チップを測定終了した場合には、ゥヱハ 60の測定完了となる (ステップ S90)。

[0072] 次に、図 7に示すステップ S50を行う。

ステップ S40で判定した歩留まりが任意の歩留まりの基準値以上である場合 (ステップ S40で No)、ステップ S50では、現在使用しているプローブについてこれまでに実行してきたクリーニング回数と、予め定められたクリーニング実行回数の上限値とを比較し、プローブのクリーニングの必要性を確認する。

[0073] 以上のような本実施の形態 6による半導体検査システムにおいては、半導体ウェハ

60を保持する保持用ステージ 70と、測定用プローブ 50を有するプローブカード 40 をセットするテストボード 30と、上記測定用プローブ 50が、上記半導体ウェハ 60の所定のノッドに接触するように、上記保持用ステージ 70を移動する駆動部 80と、上記テストボード 30に接続ケーブル 20を通じて接続され、該テストボード 30にセットされたプローブカード 40の上記測定用プローブ 50と、上記半導体チップの所定のパッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスター 10と、上記テスター 10で実施された検査結果から求められる歩留まりをクリーニング条件とし、上記測定用プローブ 50をクリーニングするタリーニング機構 100aを備えたものとしたため、プローブのコンタクト抵抗の上昇による、測定異常を未然に防ぐことができ、また、プローブのクリーニングの必要性を確認できるため、プローブのクリーニング回数を適切な回数に抑制でき、プローブの寿命を伸ばすことが可能となる。また、歩留まりをプローブのクリーニングの必要性の判断基準としたことにより、クリーニングの必要性を精度よく検出することができる。

[0074] さらには、コンタクト抵抗の微小な上昇時でも、複数の電気的特性の測定結果で判断するため、検査異常を早期に発見でき、現状での半導体検査システムに、新規のステージ等を追加することもなぐコンタクト抵抗の上昇を発見できるため、投資も削減することができる。

[0075] (実施の形態 7)

以下、本発明の実施の形態 7による半導体検査システムについて、図面を参照しな力説明する。なお、本発明の実施の形態 7による半導体検査システムは、既に行つた半導体チップの良否判断で不良と判断された場合に、再度行う検査に関するものである。

[0076] 図 8は、本実施の形態 7による半導体検査システムの測定処理を示すフローチヤ一トである。実施の形態 7は、連続不良数の基準となる任意の値を設定するステップ S1 Obと、連続で不良判定された半導体チップを任意数分に戻すステップ S60aを、実施の形態 1に加えたものであり、また、電気的特性の測定結果が任意数以下かを判断するステップ S40が実施の形態 1と異なる。なお、ステップ S10b、 S40、 S60a以外のステップは実施の形態 1におけるものと同じであるため、その説明を省略する。

[0077] まず、図 8に示すステップ S 10で、ウェハ 60を保持ステージ 70の上に保持し、プローブカード 40を、半導体ウェハプローバ 200aのテストボード 30にセットし、ウェハ測定を開始して、次に、図 8に示すステップ S 10bを行う。

[0078] 半導体ウェハプローバ 200aに、連続不良数の基準となる任意の値を設定する。ここで、連続不良数の基準となる任意の値の設定は、例えば、評価時に半導体チップの検査を実施し、ある程度の連続不良数の予測を立て、その数値を半導体ウェハプローバ 200aに設定する等によって行う。

[0079] 次に、図 8に示すステップ S40を行う。

電気的特性の測定結果力ステップ S 10bで設定した任意数以上である場合 (ステップ S40で No)は、半導体チップの電気的特性の測定を、ウェハ 60上の複数の半導体チップのうち測定終了した半導体チップのところで一時中止し、ステップ S50に進む。

[0080] また、電気的特性の測定結果がステップ S 10bで設定した任意数未満の場合 (ステップ S40で Yes)は、ステップ S 20に進む。

[0081] 次に、図 8に示すステップ S50を行う。

ステップ S40で電気的特性の測定結果の測定値がステップ SlObで設定した任意数以上である場合 (ステップ S40で No)、ステップ S50では、現在使用しているプローブについてこれまでに実行してきたクリーニング回数と、予め定められたタリーニング実行回数の上限値とを比較して、これまでのクリーニング実行回数が上記上限値未満の場合 (ステップ S50で No)については、テスター 10より、駆動部 80を移動させる制御信号を送り、プローブ 50と、クリーニング板 101aとを接触させ、プローブ 50のクリーニングを行う（ステップ S60)。

[0082] 次に、図 8に示すステップ S60aを行う。

ステップ S60のクリーニングの後、連続で不良判定された半導体チップを、ステップ S 10bにて設定した任意数分戻す。

[0083] 次に、ステップ S 20で測定した電気的特性の測定結果に基づ、て、半導体チップの良、否判断を行い、半導体チップの測定を終了する (ステップ S30)。

[0084] 以上のような本実施の形態 7による半導体検査システムにおいては、半導体ウェハ 60を保持する保持用ステージ 70と、測定用プローブ 50を有するプローブカード 40 をセットするテストボード 30と、上記測定用プローブ 50が、上記半導体ウェハ 60の所定のノッドに接触するように、上記保持用ステージ 70を移動する駆動部 80と、上記テストボード 30に接続ケーブル 20を通じて接続され、該テストボード 30にセットされたプローブカード 40の上記測定用プローブ 50と、上記半導体チップの所定のパッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスター 10と、前記測定用プローブ 50を用いて前記テスター 10で実施した検査結果において、あら力じめ決めた所定数連続して不良判定がでた場合に、前記測定用プローブのクリーニングを行うクリーニング機構 100aを備え、前記所定数連続して不良判定がでた前記半導体チップを前記所定数以下の任意数分戻し、再度前記クリーニングを行った測定用プローブ 50を用いて測定を行うものとしたため、プローブのコンタクト抵抗の上昇による、測定異常を未然に防ぐことができ、また、タリーユングの上限回数を設定しておき、これを超えて、るときはプローブカードを交換するようにしたので、性能劣化したプローブによる検査を回避することができる。

[0085] また、実際は良品である半導体チップについてプローブの状態が悪いために既に行った半導体チップの良否判断で不良品であると判断された場合でも、正確に半導体チップの良否判断を行うことができる。

産業上の利用可能性

[0086] 本発明に力かる半導体ウェハプローバよりなる半導体検査システムは、プローブのコンタ外抵抗上昇による検査異常を防ぎ、生産性を向上するという効果を有し、半導体検査システムのコスト削減に対して有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 測定用プローブを半導体ウェハ上に形成された半導体チップのパッドに接触させ、前記半導体チップを検査するプローバよりなる半導体検査システムにおいて、上記半導体ウェハを保持する保持用ステージと、

上記測定用プローブを有するプローブカードをセットするテストボードと、上記測定用プローブが、上記半導体ウェハの所定のパッドに接触するように、上記保持用ステージを移動する駆動手段と、

上記テストボードに接続ケーブルを通じて接続され、該テストボードにセットされたプローブカードの上記測定用プローブと、上記半導体チップの所定のパッドとの接触を介してテスト信号を上記半導体チップ内に送り、該半導体チップの任意の検査を行うテスターと、

上記テスターで実施された検査の測定値をクリーニングする条件とし、上記測定用プローブをクリーニングするクリーニング機構を備えた、

ことを特徴とする半導体検査システム。

[2] 請求項 1記載の半導体検査システムにお!、て、

前記クリーニング機構は、前記テスターで前記測定用プローブを用いた前記半導体チップの検査終了後に、検査結果が前記クリーニングする条件に一致した場合は、前記測定用プローブのクリーニングを行う、

ことを特徴とする半導体検査システム。

[3] 請求項 1記載の半導体検査システムにお!、て、

前記クリーニング機構は、前記テスターで前記測定用プローブを用いた前記半導体チップの検査を実施して、る途中にぉ、ても、それまでの検査結果が前記タリー- ングする条件に一致した場合は、該検査の終了を待たずに前記測定用プローブのクリーニングを行う、

ことを特徴とする半導体検査システム。

[4] 請求項 1な!、し請求項 3記載の半導体検査システムにお、て、

前記クリーニング機構は、前記クリーニングを行う手段を複数持ち、前記テスターで実施された検査の測定値と、予め定めた判断基準値とを比較することにより、前記複数のクリーニング手段のうちのいずれかを選択し、クリーニングを行う、ことを特徴とする半導体検査システム。

[5] 請求項 1な、し請求項 4の、ずれかに記載の半導体検査システムにおヽて、

前記クリーニング機構は、前記測定用プローブを用いて前記テスターで実施した検查の測定値が、複数の連続する半導体チップで所定の測定値以上であった場合に、これを前記測定用プローブをクリーニングする条件とする、

ことを特徴とする半導体検査システム。

[6] 請求項 5記載の半導体検査システムにお、て、

前記クリーニング機構は、あら力じめ前記テスターに良品の半導体チップについて行った所定の検査の基準値を格納しておき、

前記測定用プローブを用いて前記テスターで実施した検査の測定値を、前記所定の検査の基準値と比較し、

前記検査の測定値が前記所定の検査の基準値以上である場合に、前記測定用プローブのクリーニングを行う、

ことを特徴とする半導体検査システム。

[7] 測定用プローブを半導体ウェハ上に形成された半導体チップのノ^ドに接触させ、前記半導体チップを検査するプローバよりなる半導体検査システムにおいて、上記半導体ウェハを保持する保持用ステージと、

上記テスターで実施された検査結果から求められる歩留まりをクリーニング条件とし、上記測定用プローブをクリーニングするクリーニング機構を備えた、

ことを特徴とする半導体検査システム。測定用プローブを半導体ウェハ上に形成された半導体チップのノッドに接触させ、半導体チップを検査するプローバよりなる半導体検査システムにおいて、

上記半導体ウェハを保持する保持用ステージと、

前記測定用プローブを用いて前記テスターで実施した検査結果にお!、て、あらかじめ決めた所定数連続して不良判定がでた場合に、前記測定用プローブのタリー- ングを行うクリーニング機構を備え、

前記所定数連続して不良判定がでた前記半導体チップを前記所定数以下の任意数分戻し、再度前記クリーニングを行った測定用プローブを用いて測定を行う、ことを特徴とする半導体検査システム。