(57)【要約】      （修正有）【課題】プローブ針と半導体ウェーハのテストパッドとの接触抵抗を基準値まで低減させた状態でテストすることが可能であり、常に同一の接触抵抗でテストをすることが可能となる半導体ウェーハのテスト方法及び装置を提供する。【解決手段】テスト装置に半導体ウェーハのプローブ針に対するダミーパッドの位置を補正するアライメントを行うステップ１３と、アライメント後にプローブカードのプローブ針をダミーパッドに接触させるプロービングを行うステップ１４と、プロービング後にダミーパッドの接触抵抗を測定するステップ１５及び基準値比較ステップ１８と、オーバードライブ量をある一定値させるステップ１６と、ステップ１５，１６，１８を含む一連のステップ１７と、接触抵抗と基準値との比較結果に基づいて、プローブ針をテストパッドに接触させて半導体ウェーハをテストするステップ１９とを備える。【選択図】図３
2008187023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのテストパッド及び少なくとも１つの接触抵抗測定用ダミーパッドを備えた半導体ウェーハを、プローブ針を有するプローブカードと、接触抵抗を求めるために前記プローブ針に電流又は電圧を印加し電圧又は電流を測定する機能を有するテスタとを備えたテスト装置によりテストする半導体ウェーハテスト方法において、
前記テスト装置に前記半導体ウェーハの前記プローブ針に対する前記ダミーパッドの位置を補正するアライメントを行うステップと、
前記アライメントステップ後に前記プローブカードの前記プローブ針を前記ダミーパッドに接触させるプロービングを行うステップと、
前記プロービングステップ後に前記ダミーパッドの接触抵抗を測定するステップと、
前記測定されたダミーパッドの接触抵抗を予め設定した基準値と比較するステップと、
前記接触抵抗と基準値との比較結果に基づいて、前記プローブ針を前記テストパッドに接触させて前記半導体ウェーハをテストするステップとを具備したことを特徴とする半導体ウェーハのテスト方法。
【請求項２】
前記測定された接触抵抗が前記基準値に達しない場合において、前記プローブ針と前記ダミーパッドの接触抵抗が前記基準値に達するまで前記プローブ針と前記ダミーパッドの接触状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのテスト方法。
【請求項３】
前記プローブ針は、前記プローブカードに複数本有し、これら複数のプローブ針は、針先の高さが同じであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウェーハのテスト方法。
【請求項４】
前記半導体ウェーハは、複数のチップを有し、これらチップ毎にそれらのダミーパッドの接触抵抗を測定することにより、前記半導体ウェーハの反りが原因となる接触抵抗の変動を抑制することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体ウェーハのテスト方法。
【請求項５】
少なくとも１つの接触抵抗測定用ダミーパッドを有する半導体テストウェーハの所定のダミーパッドと接触するプローブ針を有するプローブカードと、
接触抵抗を求めるために、前記プローブ針に電流又は電圧を印加し電圧又は電流を測定するテスタと、
前記プローブカードの前記プローブ針を前記ダミーパッドに接触させるプロービングを行うプローバとを具備し、
前記測定された接触抵抗が前記基準値に達しない場合において、前記プローブ針と前記ダミーパッドの接触抵抗が前記基準値に達するまで前記プローブ針と前記ダミーパッドの接触状態を変化させることを特徴とする半導体ウェーハのテスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造工程において、半導体ウェーハをテストする方法及びこのテストを行うテスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造工程におけるウェーハテストは、図３に示されるステップ１７を除いたフローで行われる。まず、プローブ針をパッドに接触させるプロービングを実施するプローバ内のカメラによりプローブ針に対するテストチップのパッドを補正するアライメント( ステップ１３) を行う。次に、プローバ内のステージをＸＹＺ方向の動作によりプローブ針を半導体ウェーハに形成されたテストチップのテストパッドに接触させる（ステップ１４）。その後、半導体ウェーハのテストを行う（ステップ１９）。
【０００３】
このような従来のウェーハテストでは、プロービング時にオーバードライブ量は、プローバの内蔵カメラにより半導体ウェーハのボンディングパッド寸法、プローブ針先端寸法、スクラブ量、プローバとプローブカードの位置などを勘案して定められる。オーバードライブ量は、半導体ウェーハとパッドとの接触状態を変えるために、プローブ針先端を半導体ウェーハ表面に近付ける量を表し、通常その量は、１〜１００×１０-6ｍ程度の範囲である。そのオーバードライブ量を基にプローブ針とパッドを接触させてテストを行う。しかし、既存の接触抵抗の影響、プロービング回数、テストウェーハの違いによるプローブ針とチップパッドの接触抵抗の変動により、ＩＯＨ／ＩＯＬ等のＤＣ特性テストにおけるテスタビリティが低下し、これが歩留りの悪化につながっている。
【０００４】
特許文献１は、プローブカードの測定プローブのオーバドライブ量を適切にして接触圧を安定させ、もって接触抵抗の減少を図る手段を提供する。半導体ウェハに形成された半導体素子の端子に接触させる測定プローブと、測定プローブを取付けた基板とを備えたプローブカードにおいて、基板の測定プローブのプローブ設置領域の外側の領域にダミープローブを設け、このダミープローブの端部の端面を、半導体ウェハの端子と測定プローブの先端との間隔を設定する基準となる基準面とする。プローブカードの高さを容易に測定することができ、検査装置に垂直方向の位置ずれが生じた場合においてもオーバドライブ量を適切にして測定プローブを端子に押圧することが可能になり、接触抵抗を減少させて半導体ウェハの電気的な検査を正確に行うことができると共に製品である半導体装置の正常品の不良率を低減することができる。
【特許文献１】特開２００６−１５３６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、プローブ針と半導体ウェーハのテストパッドとの接触抵抗を基準値まで低減させた状態でテストすることが可能であり、常に同一の接触抵抗でテストをすることが可能となる半導体ウェーハのテスト方法及びテスト方法を実施するために用いるテスト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体ウェーハのテスト方法の一態様は、少なくとも１つのテストパッド及び少なくとも１つの接触抵抗測定用ダミーパッドを備えた半導体ウェーハを、プローブ針を有するプローブカードと、接触抵抗を求めるために前記プローブ針に電流又は電圧を印加し電圧又は電流を測定する機能を有するテスタとを備えたテスト装置によりテストする半導体ウェーハテスト方法において、前記テスト装置に前記半導体ウェーハの前記プローブ針に対する前記ダミーパッドの位置を補正するアライメントを行うステップと、前記アライメントステップ後に前記プローブカードの前記プローブ針を前記ダミーパッドに接触させるプロービングを行うステップと、前記プロービングステップ後に前記ダミーパッドの接触抵抗を測定するステップと、前記測定されたダミーパッドの接触抵抗を予め設定した基準値と比較するステップと、前記接触抵抗と基準値との比較結果に基づいて、前記プローブ針を前記テストパッドに接触させて前記半導体ウェーハをテストするステップとを具備したことを特徴としている。
【０００７】
本発明の半導体ウェーハのテスト装置の一態様は、少なくとも１つの接触抵抗測定用ダミーパッドを有する半導体テストウェーハの所定のダミーパッドと接触するプローブ針を有するプローブカードと、接触抵抗を求めるために、前記プローブ針に電流又は電圧を印加し電圧又は電流を測定するテスタと、前記プローブカードの前記プローブ針を前記ダミーパッドに接触させるプロービングを行うプローバとを具備し、前記測定された接触抵抗が前記基準値に達しない場合において、前記プローブ針と前記ダミーパッドの接触抵抗が前記基準値に達するまで前記プローブ針と前記ダミーパッドの接触状態を変化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以上の構成により、プローブカードと半導体ウェーハのテストパッドとの接触抵抗を基準値まで低減させた状態でテストすることが可能となり、常に同一の接触抵抗でテストをすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、図１乃至図５を参照して実施例１を説明する。
図１は、実施例１のテスト用半導体ウェーハの平面図、図２は、実施例１において用いられる半導体ウェーハのテスト装置、図３は、実施例１において説明するウェーハテスト方法のフローチャート、図４は、実施例１におけるオーバードライブ量を説明するプローブカードが近接した半導体ウェーハの断面図、図５は、実施例１の半導体ウェーハに対するプローブカードに形成されたプローブ針の接触抵抗とオーバードライブ量との関係を説明する概念図である。
【００１１】
テスト用半導体ウェーハに接触抵抗測定用ダミーパッドを設ける。プローブカードにテスト用プローブ針と針先の高さが同じ接触抵抗測定用プローブ針を設け、プロービング時にそのプローブ針とダミーパッドを接触させる。半導体ウェーハのテスト装置を構成するテスタに接触抵抗を測定する機能を設け、その接触抵抗を測定し、ある基準値になるまで半導体ウェーハのテスト装置を構成するプローバのオーバードライブ量を変化させる。接触抵抗が基準値に達したら半導体ウェーハのテストを開始する。この方法により、テストを開始する前に接触抵抗測定用プローブ針とは針先の高さが同じウェーハテスト用プローブ針とテストパッドとの接触抵抗も基準値と同じなり、接触抵抗を低減させてテストすることが可能となる。
【００１２】
図１は、例えば、シリコンなどの半導体からなるテスト用の半導体ウェーハ１である。半導体ウェーハ１は、複数のチップパターン２が区画されており、チップパターン２には半導体集積回路が作り込まれている。半導体ウェーハ１は、テストの後にスクライブラインに沿ってダイシングされ、複数のチップが形成される。チップパターン２は、それぞれ少なくとも１個の接触抵抗測定用ダミーパッド３をテストパッド（図示しない）と共に有する。このダミーパッド３は、プロセスの影響を受けない簡単な作りにし、ダミーパッドの違いによる接触抵抗の変動が起きないように配慮する。また、ダミーパッド３は、チップ内に形成された半導体集積回路とは電気的に接続されていない。
【００１３】
図２は、テスト用半導体ウェーハと半導体ウェーハのテスト装置である。テスト装置は、テスタ１１とプローバ装置４とから構成されている。テスタ１１は、接触抵抗測定部１２及びプローブカード１０を備えている。プローブカード１０は、接触抵抗測定用プローブ針９を有している。プローバ装置４は、ステージ制御部５、ステージ駆動部６、命令応答インターフェイス７及びチャック８を備えている。
【００１４】
プローバ装置４に搭載されるテスト用半導体ウェーハ１は、チャック８により保持される。テスタ１１の接触抵抗測定部１２は、接触抵抗を求めるために、接触抵抗測定用プローブ針９に電流又は電圧を印加し電圧又は電流を測定する。命令応答インターフェイス７は、接触抵抗測定部１２に接続され、接触抵抗値がある基準値になるまでオーバドライブ量を変化させることを可能にする。ステージ制御部５は、命令応答インターフェース７に指示されてステージ駆動部６を駆動する。ステージ駆動部６の動きによって、ステージ８のＸ−Ｙ方向の移動や昇降を可能にする。接触抵抗測定用プローブ針９の針先の高さはウェーハテスト用プローブ針と同じにする。
【００１５】
図４は、半導体ウェーハのテスト方法におけるオーバードライブ量を説明するテスト用半導体ウェーハとこれに近接するプローブ針を有するプローブカードを示す断面図である。プローブカード１０は、プローブ針を有している。プローブ針は、接触抵抗測定用プローブ針９及びウェーハテスト用プローブ針２０を有し、その針先は、プローブカード１０の下降によりそれぞれ半導体ウェーハ１に形成されたダミーパッド３及びウェーハテスト用パッド２１に接触するようになっている。
【００１６】
図５により、テスト用半導体ウェーハに対するプローブ針の接触抵抗とオーバードライブ量との関係を説明する。縦軸は、接触抵抗を表し、横軸は、オーバードライブ量（Δｈ）（×１０-6ｍ）を表し、図には接触抵抗−オーバードライブ量曲線Ｂが記載されている。図４に示すように、プロービングにより、プローブカード１０のプローブ針９が半導体ウェーハのダミーパッド３に接する状態で接触抵抗を測定する。この時、ある一定の基準値Ａ（限りなく０に近い値である）を設定し、この接触抵抗と比較する。そして、この接触抵抗値が基準値Ａに達していない場合には、プローブ針９のダミーパッド３との接触を更に強めて抵抗を下げるべく、プローブ針９をダミーパッドに押しつける。その距離がオーバードライブ量（Δｈ）といい、大体１〜１００×１０-6ｍの範囲で変化させる。
【００１７】
図３を参照して半導体ウェーハテスト方法を示すフローを説明する。従来のウェーハテストは、プローバ装置内のカメラを用いてプローブ針に対するテストチップのパッドを補正するアライメントを行い、プローバ装置内のステージをＸＹＺ方向の動作により、プローブ針をテストチップのパッドに接触（プロービング）させた後、ウェーハテストを行っていた。この実施例では、この従来のテスト手順に図３のステップ１７を追加したものである。
【００１８】
この実施例の半導体ウェーハのテストを開始する。まず、プローバ装置４内のカメラ（図示しない）を用いてプローブカード１０に植設されたプローブ針に対するテストチップのパッドを補正するアライメントを行う（ステップ１３）。次に、プローバ装置４内のステージをＸＹＺ方向に動作させて、接触抵抗測定用プローブ針９をテストチップのパッドに接触させる（ステップ１４）。接触抵抗測定用プローブ針９の針先の高さはウェーハテスト用プローブ針２０（図４参照）と同じにする。
【００１９】
次に、接触抵抗測定用プローブ針９とテストチップ２のダミーパッド３を接触させた状態で、その接触抵抗を測定する（ステップ１５）。予め接触抵抗が十分低いと判断できる基準値（図５参照）を設けておき、測定した接触抵抗が基準値に達しているかどうか比較する（ステップ１８）。この接触抵抗が基準値に達している場合はウェーハテストを開始する（ステップ１９）。接触抵抗が基準値に達していなければオーバードライブ量（Δｈ）をある一定値変化させる（ステップ１６）。そして、再度接触抵抗を測定し（ステップ１５）、基準値と比較する（ステップ１８）。この抵抗測定−基準値との比較−オーバードライブ量の変化は、接触抵抗が基準値に達するまで繰返し行う（ステップ１７）。
【００２０】
ウェーハテスト前にステップ１７を行うことで、接触抵抗測定用プローブ針９と針先の高さが同じテストプローブ針とテストパッドとの接触抵抗も基準値と同じなり、したがって、接触抵抗を低減させてテストすることが可能となる。また、接触抵抗値にテストを開始する基準値を設けたことで、プロービング回数やテストチップ、ロットの違いによる接触抵抗の変動を抑制し、常に同じ接触抵抗値でテストを行うことが可能となる。
このようにして、半導体ウェーハ１に形成されたチップ２の電気的な検査が行われ、検査が終了した半導体ウェーハ１は、そこに形成されているチップ２毎に分割されて個片とされ、組立て工程を経て半導体装置が製造される。
【実施例２】
【００２１】
次に、実施例２を説明する。
図３に示すテスト方法は、１枚の半導体ウェーハを設置する毎に作動させるようにしてもよく、定期的に、例えば、半導体ウェーハの製造ロット毎または必要に応じて実施するようにしてもよい。
この実施例では、チップ毎に、図２に示すテスト装置で接触抵抗を測定することに特徴がある。半導体ウェーハ内の局所に存在するチップの接触抵抗を測定することにより、テストする半導体ウェーハの反りが原因となる接触抵抗の変動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１のテスト用半導体ウェーハの平面図。
【図２】実施例１で使われる半導体ウェーハのテスト装置。
【図３】実施例１において説明するウェーハテスト方法のフロー図。
【図４】実施例１におけるオーバードライブ量を説明するプローブカードが近接した半導体ウェーハの断面図。
【図５】実施例１の半導体ウェーハに対するプローブカードに形成されたプローブ針の接触抵抗とオーバードライブ量との関係を説明する概念図。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・テスト用半導体ウェーハ    ２・・・チップパターン（チップ）
３・・・接触抵抗測定用ダミーパッド    ４・・・プローバ装置
５・・・ステージ制御部    ６・・・ステージ駆動部
７・・・命令応答インターフェース    ８・・・チャック
９・・・接触抵抗測定用プローブ針    １０・・・プローブカード
１１・・・テスタ    １２・・・接触抵抗測定部
１３・・・アライメントステップ    １４・・・プロービングステップ
１５・・・接触抵抗測定ステップ
１６・・・オーバードライブ量変化ステップ
１７・・・ステップ１５、１６、１８を含む一連のステップ
１８・・・基準値比較ステップ    １９・・・テスト開始ステップ
【図１】
2008187023.tif 000003
【図２】
2008187023.tif 000004
【図３】
2008187023.tif 000005
【図４】
2008187023.tif 000006
【図５】
2008187023.tif 000007