(57)【要約】【課題】ウェハに複数個のプローブ針跡が付くことによるコンタクト抵抗の増加や信頼性上の問題を回避するため、プローブ針をウェハに極力接触させずにウェハ検査を実施し、かつテスト時間を短縮する。【解決手段】被検査ウェハ１０４を載せるステージ１０３と、ステージ１０３を支えるプローバ１０２と、ステージ１０３に対向して設けられ被検査ウェハにプローブ針を接触させずに無線により被検査ウェハ１０４とデータ交換を行うデータ送受信装置１０７と、データ送受信装置１０７と接続されるテスタ１０１とを備えたウェハ検査装置を用い、被検査ウェハ１０４上の被検査回路は、データ送受信装置１０７よりテスト信号を受信してテストを開始し、テスト終了後にテスト結果をデータ送受信装置１０７に送信する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査ウェハを載せるステージと、前記ステージに対向して設けられ前記被検査ウェハとプローブ針とを接触させずに前記被検査ウェハとデータ交換を行うデータ送受信装置と、前記データ送受信装置と接続されるテスタとを備えるウェハ検査装置。
【請求項２】
前記テスタは、前記被検査ウェハ上に搭載した、前記データ送受信手段からの電磁誘導により電圧を発生させる１または複数の電圧発生手段から前記被検査ウェハ上の回路に電源を供給した状態で前記被検査ウェハを検査する請求項１記載のウェハ検査装置。
【請求項３】
前記データ送受信装置は、前記被検査ウェハ上に搭載した、１または複数の無線送受信回路との間でデータ交換を行う請求項１または２記載のウェハ検査装置。
【請求項４】
前記テスタは、前記被検査ウェハ上に搭載した、クロックを自己発生する１または複数のクロック発生手段から前記被検査ウェハ上の回路にクロックを供給した状態で前記被検査ウェハを検査する請求項１から３のいずれか一項記載のウェハ検査装置。
【請求項５】
前記被検査ウェハ上に搭載する電圧発生手段は、前記被検査ウェハ上の披検査回路外の領域に設けられる請求項２記載のウェハ検査装置。
【請求項６】
前記被検査ウェハ上に搭載する無線送受信手段は、前記被検査ウェハ上の披検査回路外の領域に設けられる請求項３記載のウェハ検査装置。
【請求項７】
前記被検査ウェハ上に搭載するクロック発生手段は、前記被検査ウェハ上の披検査回路外の領域に設けられる請求項４記載のウェハ検査装置。
【請求項８】
前記被検査ウェハ上の披検査回路は、ＢＩＳＴ機能を備える請求項１から７のいずれか一項記載のウェハ検査装置。
【請求項９】
前記被検査ウェハ上の披検査回路は、前記披検査回路をユニークに識別することが可能な識別コードを搭載する請求項１から８のいずれか一項記載のウェハ検査装置。
【請求項１０】
前記テスタに接続され、前記被検査ウェハに限定数のプローブ芯を接触させる手段を備える請求項１から９のいずれか一項記載のウェハ検査装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項記載のウェハ検査装置を用いて前記テスタから前記被検査ウェハを検査するウェハ検査方法。
【請求項１２】
請求項１記載のウェハ検査装置を用いて検査される半導体ウェハであって、請求項２から９のいずれか一項記載のウェハ検査装置を用いたウェハ検査を行うための回路を搭載する半導体ウェハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウェハの検査装置、検査方法および半導体ウェハに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体のウェハ検査においては、プローブ針をウェハ上のパッドに接触させる必要があった。プローブ針とパッドの接触においては接触不良による検査ミスを引き起こす可能性があり、その対策としてパッド上のプローブ針の針跡を観察する方法が実施されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図９は、従来のウェハ検査装置の構成を示す図である。図９において、１０１はテスタ、１０２はプローバ、１０３はウェハ１０４を載せるステージ、１０５はプローブ針、１０６はプローブカードである。
【０００４】
プローバ１０２およびプローブカード１０６はテスタ１０１に接続されている。また、プローブ針１０５はプローブカード１０６の先端に付いており、これがウェハ１０４と接触し、各チップのパッドに針跡を付加して検査を行う。
【０００５】
ロジックとともにＤＲＡＭやＳＲＡＭを搭載するシステムＬＳＩが全盛となっている昨今は、ロジックファンクションテストやＤＲＡＭテスト等のテスト毎に、それぞれのテストに適した検査装置を使い分けて検査を実施している。
【０００６】
例えば、ロジックファンクションテストではロジックテスタを用いてＤＣテストおよびファンクションテストを実施し、ＤＲＡＭテストではＤＲＡＭ用ＡＬＰＧ搭載テスタを用いて検査を実施している。その後、冗長救済をした後に再度ＤＲＡＭの検査を実施している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０６−１５１５２８号公報  （第４頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術においては、テスト毎にテスタを使い分け、テストを実施する度にプローブ針をウェハに接触させるため、ウェハに複数個の針跡が付くことになる。これにより、コンタクト抵抗の増加や複数回打点による信頼性上の問題を引き起こす可能性がある。また、複数回テストを行うため、テストコストが膨らみ、テスト時間も問題となる。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、プローブ針をウェハに極力接触させずにウェハ検査を実施し、かつテスト時間を短縮することが可能なウェハ検査装置およびウェハ検査方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、被検査ウェハを載せるステージと、前記ステージに対向して設けられ前記被検査ウェハとプローブ針とを接触させずに前記被検査ウェハとデータ交換を行うデータ送受信装置と、前記データ送受信装置と接続されるテスタとを備える。
【００１１】
上記構成によれば、プローブ針を被検査ウェハに接触させずにテスタからウェハ検査を実施することができるため、ウェハに針跡が付くことが無く、コンタクト抵抗の増加や信頼性上の問題の発生を回避することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載のウェハ検査装置において、前記テスタは、前記被検査ウェハ上に搭載した、前記データ送受信手段からの電磁誘導により電圧を発生させる１または複数の電圧発生手段から前記被検査ウェハ上の回路に電源を供給した状態で前記被検査ウェハを検査するものである。
【００１３】
上記構成によれば、被検査回路に供給する電源電圧をウェハ上で発生させることができるため、ウェハ検査装置側には電圧供給および安定化のためのレギュレータが不要となり、ウェハ上の各チップへの電源供給をコンタクトレスに行うことができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のウェハ検査装置において、前記データ送受信装置は、前記被検査ウェハ上に搭載した、１または複数の無線送受信回路との間でデータ交換を行うものである。
【００１５】
上記構成によれば、被検査ウェハとウェハ検査装置の間の無線交信による接続が実現されるため、プローブ針を被検査ウェハに接触させずにテスタからウェハ検査を実施することができ、ウェハに針跡が付くことが無く、コンタクト抵抗の増加や信頼性上の問題の発生を回避することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか一項記載のウェハ検査装置において、前記テスタは、前記被検査ウェハ上に搭載した、クロックを自己発生する１または複数のクロック発生手段から前記被検査ウェハ上の回路にクロックを供給した状態で前記被検査ウェハを検査するものである。
【００１７】
上記構成によれば、被検査ウェハ上にクロック発生手段を搭載することにより、ウェハ検査に必要なクロックをテスタから供給することが不要になるため、クロック用端子をコンタクトレスにすることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項２記載のウェハ検査装置において、前記被検査ウェハ上に搭載する電圧発生手段は、前記被検査ウェハ上の披検査回路外の領域に設けられるものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項３記載のウェハ検査装置において、前記被検査ウェハ上に搭載する無線送受信手段は、前記被検査ウェハ上の披検査回路外の領域に設けられるものである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項４記載のウェハ検査装置において、前記被検査ウェハ上に搭載するクロック発生手段は、前記被検査ウェハ上の披検査回路外の領域に設けられるものである。
【００２１】
上記構成によれば、電圧発生部、無線回路部またはクロック発生部を披検査回路外の領域に設けることにより、披検査回路の面積を増やすことなく、プローブ針を接触させないウェハ検査方法を実施することができるため、披検査回路のコストを削減することができる。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか一項記載のウェハ検査装置において、前記被検査ウェハ上の披検査回路は、ＢＩＳＴ機能を備えるものである。
【００２３】
上記構成よれば、披検査回路に合否判定機能を有するＢＩＳＴ機能を備えることにより、テスト端子および無線回路部で交信するデータ量は格段に少なくなるため、総テスト時間を大幅に削減することができる。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか一項記載のウェハ検査装置において、前記被検査ウェハ上の披検査回路は、前記披検査回路をユニークに識別することが可能な識別コードを搭載するものである。
【００２５】
上記構成によれば、披検査回路にユニークに識別可能な識別コードを搭載することにより、全チップのテストを一度に行うことができるため、総テスト時間を大幅に削減することができる。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか一項記載のウェハ検査装置において、前記テスタに接続され、前記被検査ウェハに限定数のプローブ芯を接触させる手段を備える請ものである。
【００２７】
上記構成によれば、限定数の端子はプローブ針を接触させることにより、その分については被検査ウェハに搭載する電圧発生部あるいは無線回路部あるいはクロック発生部の回路を削減できるため、これらの回路搭載によるテストコスト削減と、これらの回路削減による回路コスト削減のバランスを適切に選択することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るウェハ検査装置の構成を示す図である。なお、図９に示した従来のウェハ検査装置と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２９】
図１に示すウェハ検査装置は、図９に示した従来のウェハ検査装置におけるプローブカード１０６の代わりに、無線によるデータ送受信装置１０７を備える。また、ステージ１０３に搭載されるウェハ１０４はデータ送受信装置１０７と無線交信する機能を備え、データ送受信装置１０７よりテスト開始信号を受信してテストを開始する。テスト終了後、ウェハ上の被検査回路である各ＬＳＩはテスト結果をデータ送受信装置１０７に受け渡す。
【００３０】
このようにウェハおよびウェハ検査装置を構成することにより、ウェハとウェハ検査装置の間を無線交信により接続することができるため、従来技術のようなプローブ針が不要となるため、複数回接触によるコンタクト抵抗の増加や信頼性上の問題を回避することができる。
【００３１】
図２は、本実施の形態におけるウェハ上の電圧発生部の構成例を示す図である。図２に示すウェハにおいては、テスト対象のＬＳＩ（以下、本ＬＳＩと称する）２０１とは別に、インダクタンス２０３とレギュレータ２０４からなる電圧発生部２０２をウェハ上に設けている。データ送受信装置１０７から発せられた電波の電磁誘導により、電圧発生部２０２がウェハ上に電圧を発生させ、これを各チップの電源として供給する。
【００３２】
このようにウェハおよびウェハ検査装置を構成することにより、電源電圧をウェハ上で発生させることができるため、ウェハ検査装置側には電圧供給および安定化のためのレギュレータが不要となり、ウェハ上の各チップへの電源供給をコンタクトレスに行うことができる。
【００３３】
図３は、本実施の形態におけるウェハ上の無線回路部の構成例を示す図である。図３に示すウェハにおいては、本ＬＳＩ２０１とは別に、データ送受信装置１０７と無線交信する機能として、送信回路２０６と受信回路２０７からなる無線回路部２０５をウェハ上に設けている。
【００３４】
本ＬＳＩ２０１は、データ送受信装置１０７から発せられたテスト開始信号を受信回路２０７で受信してテストを開始する。テスト終了後、本ＬＳＩ２０１から送信回路２０６を通じてデータ送受信装置１０７に向けてテスト結果を送信する。これにより、ウェハとウェハ検査装置の間の無線交信による接続が実現され、各チップとテスタ１０１との検査データの交換をコンタクトレスに行うことができる。
【００３５】
図４は、本実施の形態におけるウェハ上のクロック発生部の構成例を示す図である。図４に示すウェハにおいては、本ＬＳＩ２０１とは別に、検査に必要なクロックを発生するクロック発生部２０８をウェハ上に設けている。
【００３６】
クロック発生部２０８は、発振回路等による自励発振クロックを元に、テスト開始信号をトリガとして、本ＬＳＩ２０１にクロックを供給する。本ＬＳＩ２０１はこのクロックをテスト用クロックとして使用する。これにより、テストに必要なクロックをテスタ１０１から供給することが不要になるため、クロック用端子をコンタクトレスにすることができる。
【００３７】
以上、本実施の形態においてウェハ上に設ける電圧発生部、無線回路部、クロック発生部によりそれぞれ、電源端子、テスト端子、クロック端子をコンタクトレス化することについて説明したが、これらの機能によるウェハとウェハ検査装置の間のコンタクトレス化を部分的に適用することも可能である。
【００３８】
すなわち、全端子をコンタクトレス化せずに、電源端子のみをコンタクトにしても良いし、テスト端子のみをコンタクトにしても良いし、クロック端子のみをコンタクトにしても良いし、電源端子とクロック端子をコンタクトにしても良い。電源端子のみをコンタクトにした場合は電圧発生部２０２が不要となり、テスト端子のみをコンタクトにした場合は無線回路部２０５が不要となる。また、クロック端子のみをコンタクトにした場合はクロック発生部２０８が不要となる。
【００３９】
このように組み合わせは自由であるが、数端子のみをコンタクトにすることにより各チップに内蔵すべき回路の削減によりＬＳＩのコストを削減できるので、本実施の形態によるテストコスト削減の効果とＬＳＩのコストのバランスを適切に選択することができる。
【００４０】
図５は、本実施の形態におけるウェハ上のレイアウト構成例を示す図である。図５において、図２から図４に示したウェハ上の構成と同じ構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図５に示すウェハ上のレイアウト構成においては、前述した電圧発生部２０２や無線回路部２０５やクロック発生部２０８をウェハ１０４のスクライブレーンを含めた本ＬＳＩ外領域２０９に設けている。
【００４２】
これらの回路を本ＬＳＩ外領域２０９に設けることにより、組み立て時はこれらの回路と本ＬＳＩ２０１が切り離されることから、切り離されても本ＬＳＩ２０１に問題が生じないように界面処理を十分考慮に入れて設計する必要がある。
【００４３】
このように電圧発生部や無線回路部やクロック発生部を本ＬＳＩ外領域に設けることにより、本ＬＳＩの面積を増やすことなくコンタクトレスウェハ検査を実現できるため、ＬＳＩのコスト削減に寄与する。なお、図５のレイアウト構成においては電圧発生部、無線回路部、クロック発生部のすべてを設置しているが、すべてを設置する必要はない。
【００４４】
図６は、本実施の形態におけるウェハ上の他のレイアウト構成例を示す図である。図６において、図２から図４に示したウェハ上の構成と同じ構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図６に示すウェハ上のレイアウト構成においては、前述した電圧発生部２０２や無線回路部２０５やクロック発生部２０８をウェハ１０４のスクライブレーンを含めた本ＬＳＩ外領域２０９に複数個設けている。
【００４６】
電圧発生部２０２や無線回路部２０５やクロック発生部２０８は１枚のウェハに１組でも良いが、本ＬＳＩ外領域２０９に設けるのであれば、１チップに１組ずつ設けても良い。このように１チップに１組ずつ設けることにより複数個を同時にテストできるようになり、総テスト時間の削減に寄与する。なお、図６のレイアウト構成においては電圧発生部、無線回路部、クロック発生部のすべてを設置しているが、すべてを設置する必要はない。
【００４７】
図７は、本実施の形態における本ＬＳＩの内部回路の構成例を示す図である。図７においては、ウェハ検査時にＢＩＳＴを使用するために、本ＬＳＩ２０１内部にＢＩＳＴ制御回路２１０を設けている。
【００４８】
ウェハ検査時はデータ送受信装置１０７よりテスト開始信号を与え、テスタ１０１は本ＬＳＩ２０１のＢＩＳＴ動作による合否判定結果のみを受け取る。ＢＩＳＴにおいては、メモリＢＩＳＴやロジックＢＩＳＴもしくはアナログＢＩＳＴ等を組み合わせることができる。
【００４９】
合否判定機能を有するＢＩＳＴを使用することで、合否判定機能を持たないテスト回路に比べ、テスト端子および無線回路部で交信するデータ量は格段に少なくなり、テスト時間の削減に寄与する。
【００５０】
図８は、本実施の形態における本ＬＳＩの内部回路の構成例を示す図である。図８においては、ウェハ検査時に各チップを識別するために、本ＬＳＩ２０１内部にＩＤ格納部２１１を設けている。ウェハの拡散もしくは拡散後のプローブ検査前の工程において、各本ＬＳＩ２０１内部に設けたＩＤ格納部２１１に、各チップに対するユニークなＩＤを書き込む。
【００５１】
ウェハ検査時は、データ送受信装置１０７からウェハ上の全チップに対してテスト開始信号を送信する。検査終了時に、各チップは各ＩＤとともにテスト結果をデータ送受信装置１０７に送り返す。これにより、従来のような１チップ毎のテストではなく、全チップのテストを一度に行うことができるため、テスト時間の大幅な削減に寄与する。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プローブ針を極力接触せずにウェハ検査ができるため、コンタクト抵抗の増加や信頼性上の問題の発生を回避することができ、また複数回テストの廃止や全チップの同時テストにより総テスト時間の大幅な削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るウェハ検査装置の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施の形態に係るウェハ上の電圧発生部の構成例を示す図。
【図３】本発明の一実施の形態に係るウェハ上の無線回路部の構成例を示す図。
【図４】本発明の一実施の形態に係るウェハ上のクロック発生部の構成例を示す図。
【図５】本発明の一実施の形態に係るウェハ上のレイアウト構成例を示す図。
【図６】本発明の一実施の形態に係るウェハ上のレイアウト構成例を示す図。
【図７】本発明の一実施の形態に係るウェハ上の被検査回路の構成例を示す図。
【図８】本発明の一実施の形態に係るウェハ上の被検査回路の構成例を示す図。
【図９】従来のウェハ検査装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１０１  テスタ
１０２  プローバ
１０３  ステージ
１０４  ウェハ
１０５  プローブ針
１０６  プローブカード
１０７  データ送受信装置
２０１  本ＬＳＩ
２０２  電圧発生部
２０３  インダクタンス
２０４  レギュレータ
２０５  無線回路部
２０６  送信回路
２０７  受信回路
２０８  クロック発生部
２０９  本ＬＳＩ外領域
２１０  ＢＩＳＴ制御回路
２１１  ＩＤ格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004253561.tif 000008
【図７】
2004253561.tif 000009
【図８】
2004253561.tif 000010
【図９】
2004253561.tif 000011