(57)【要約】【課題】安定に高精度の測定が行えるウエハテストシステムの実現。【解決手段】ウエハ１５上に形成された半導体チップの電極にプローブ１２を接触させるプローバ１１と、プローブに電気的に接続される端子を有し、端子を介して半導体チップを動作させると共にその出力信号を検出して半導体チップの電気的特性を検査するテスタ１．２．３とを備えるウエハテストシステムにおいて、テスタのコモングランドは、プローバ１１のコモングランドから絶縁されている。【選択図】      図２
2004172551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に形成された半導体チップの電極にプローブを接触させるプローバと、
前記プローブに電気的に接続される端子を有し、前記端子を介して前記半導体チップを動作させると共にその出力信号を検出して前記半導体チップの電気的特性を検査するテスタとを備えるウエハテストシステムにおいて、
前記テスタのコモングランドは、前記プローバのコモングランドから絶縁されていることを特徴とするウエハテストシステム。
【請求項２】
前記テスタを支持して、前記プローバに機械的に接触させるテスタ支持手段を更に備え、
前記テスタのコモングランドは、前記テスタ支持手段のコモングランドからも絶縁されている請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項３】
前記テスタは、テスタ本体と、テストヘッドと、前記テスタ本体と前記テストヘッドを電気的に接続するケーブルとを備え、
前記テスタ支持手段は前記テストヘッドを支持し、
前記テストヘッドのコモングランドは、前記テスタ支持手段のコモングランドから絶縁されている請求項２に記載のウエハテストシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップ（ダイ）の電気的な検査を行うウエハテストシステムに関し、特にテスタのコモングランド（測定系の接地）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体回路を有する複数のチップ（ダイ）を形成する。すべての半導体回路が形成された各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタで構成されるウエハテストシステムにより行われる。プローバは、ウエハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。
【０００３】
図１は、従来のウエハテストシステムの構成例を示す図である。プローバ１１は、テストする半導体チップの電極配置に合わせて作られたプローブ１２を有するプローブカード１３と、ウエハ１５を保持して搬送するステージ１４とを有する。テスタは、テスタ本体１と、テストヘッド３と、テスタ本体１とテストヘッド３を電気的に接続するケーブル２と、プローブカード１３の端子と電気的に接触する端子を有するテストヘッド３に設けられたパフォーマンスボード４とを有する。メンテナンスなどのために、テストヘッド３はプローバ１１から引き離せるようになっており、プローブカード１３の端子とパフォーマンスボード４の端子はバネを使用した接続端子機構、いわゆるポゴピン構造を有する。プローバは、ウエハテストにおいてテスタと連携して測定を行うが、その電源系や機構部分はテスタ本体及びテストヘッドとは独立した装置である。
【０００４】
近年半導体装置は、高集積化に伴って益々複雑になっており、そのテスト内容も複雑になっている。更に、テストのスループット向上のために、複数のチップを並行して同時に検査することが行われており、プローバには複数組みのプローブが設けられ、テスタも複数のチップが同時に検査できるようになっている。そのため、テストヘッド３は大型になり、重量も増大しているため、テストヘッド３のプローバ１１との着脱を容易にすると共に、重たいテストヘッド３を直接プローブカード１３に載置することを回避するために、テストヘッド３を移動可能に支持すると共に載置時の重量を軽減するテストヘッド支持・軽減装置（マニュピレータ）２１が設けられる。テストヘッド３は、テストヘッド支持・軽減装置２１の回転軸２２に回転自在に設けられたアーム２３に取り付けられる。アーム２３はモータなどで回転される。テストヘッド支持・軽減装置２１は、床に独立している場合と、プローバ側面に連結される場合がある。
【０００５】
このようにテストヘッド３は機械的構造により支持及び接続され、構造物は通常金属製のボルト、ねじで固定される。更に、テストヘッド３とプローバ１１の接続部分、具体的にはパフォーマンスボード４とプローブカード１３の端子との接続部分は、端子のピッチが小さいため、接続の位置精度はある程度の精度が必要であり、金属製の嵌め合い機構などが使用される。そのため、テストヘッド３のコモングランド（測定系の接地）は、プローバ１１の筐体を介して接地されることになる。また、回転軸２２及びアーム２３は、十分な強度を得るために金属製であり、テストヘッド３のコモングランドは、テストヘッド支持・軽減装置２１、回転軸２２及びアーム２３を介して接地されることになる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１４８５３４号公報（段落０００１から０００７、図７及び図８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
テスタは、高速で動作する半導体チップの電気的特性を検査するものであり、その測定系は高精度の測定が行える必要がある。特に、近年の半導体技術の向上に伴い、低消費電力化、高集積度が一層進められており、最終商品であるモバイル携帯端末、電話、オーディオビジュアル（ＡＶ）機器、ＯＡ機器においても低電圧化、低電流化が顕著である。それに伴い、テスタも微小な電流、電圧域での測定が重要になってきている。
【０００８】
本来、電気測定系は、そのコモングランド（測定系の接地）が１点にまとまっていることが望ましく、特に高精度の測定を行うにはそのような条件を満たすことが要求される。従来のウエハテストシステムでは、上記のように、テストヘッド３のコモングランドは、テスタ本体部１を介して設置されるだけでなく、プローバ１１及びテストヘッド支持・軽減装置２１、回転軸２２及びアーム２３を介して接地されており、テスタの測定系からみると、接地が複数の点で行われることになる。このため、複数の接地間での誘導ノイズ、外部環境ノイズの影響を受けやすくなり、測定精度が低下するという問題がある。
【０００９】
現在は、測定ノイズの問題、微小な値の計測判別はテスタ内部の回路技術により対処しているが、対応が難しくなっており、更にそのためのコストの増加が問題になっている。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決して、安定に高精度の測定が行えるウエハテストシステムの実現を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明のウエハテストシステムでは、テスタのコモングランドを、プローバのコモングランド及びテスタ支持手段のコモングランドから絶縁する。テスタが、テスタ本体と、テストヘッドと、テスタ本体とテストヘッドを電気的に接続するケーブルとを備える場合には、テストヘッドのコモングランドを、プローバのコモングランド及びテスタ支持手段のコモングランドから絶縁する。
【００１２】
具体的には、テストヘッドとテスタ支持手段及びプローバとの接続部分を、機械的強度を有し且つ電位的には絶縁性の素材により構成することにより、テスタ本体から見たテストヘッドの接地系は１点となり、理想的な電気測定系が実現される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の実施例のウエハテストシステムの概略構成を示す図である。図示のように、図１の従来例と類似の構成を有するが、次の点が異なる。テストヘッド支持・軽減装置２１の回転軸２２が絶縁性の材料で作られており、テストヘッド３とテストヘッド支持・軽減装置２１が絶縁関係にある。また、テストヘッド３とプローバ１１の接続部に絶縁部材３１が設けられており、テストヘッド３とプローバ１１が絶縁関係にある。これにより、テスタから見ると、テストヘッド３のコモンパスは、テスタ本体１に対してのみ接続されており、プローバ１１及びテストヘッド支持・軽減装置２１のコモンパスには接続されないので、テストヘッドの接地系は１点となり、測定ノイズが低減される。
【００１４】
絶縁材料としては、機械的な強度も十分なセラミックなどを使用する。
【００１５】
なお、テストヘッド３とアーム２３の間に絶縁部材４１を設けることも可能である。絶縁部材４１は、テストヘッド３をテストヘッド支持・軽減装置２１に対しても絶縁関係にすると同時にプローバ１１に対しても絶縁関係にする。従って、絶縁部材４１を設ける場合には、回転軸２２を絶縁材料で構成する必要はなく、また絶縁部材３１を設ける必要もない。但し、絶縁部材４１を設けた上で、更に回転軸２２を絶縁材料で構成し、絶縁部材３１を設けてもよい。
【００１６】
どの部分で絶縁するかについては各種の変形例があり得る。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウエハテストシステムにおいて、簡単な構成でテスタの測定ノイズが低減でき、微小電圧・電流の測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のウエハテストシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例のウエハテストシステムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１…テスタ本体
２…ケーブル
３…テストヘッド
１１…プローバ
１３…プローブカード
２１…テストヘッド支持手段（支持・軽減装置）
２２…回転軸
３１，４１…絶縁部材
【図１】
2004172551.tif 000003
【図２】
2004172551.tif 000004