(57)【要約】【課題】プローブカード異常確認方法を提供する。【解決手段】正常接触されたパッドの基準イメージ値を設定し、エラー発生の時、パッドのイメージ値を抽出して抽出されたパッドのイメージ値と基準イメージ値とを比較することを含む。イメージ値の異常の発見の時、アラームを発生し、プローブカードを検査する。この方法によれば、電気的テスト過程において探針とパッドとの接触状態を自動的に検査してプローブカードの異常を確認することによって、作業者の主観及び熟練度に依存せず、探針とパッドとの接触を正確に判断することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正常接触されたパッドの基準イメージ値を設定する段階と、
エラー発生の時、パッドのイメージ値を抽出する段階と、
エラー発生の時、抽出されたパッドのイメージ値と基準イメージ値とを比較する段階と、
イメージ値異常の発見の時、アラームを発生する段階と、
プローブカードを検査する段階とを含むことを特徴とするプローブカード異常確認方法。
【請求項２】
複数個のチップ領域内のパッドに探針テストを繰り返し、チップ領域上の同一位置がエラー発生地点である時、エラー発生と判断することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項３】
複数個のチップ領域内の複数個のパッドにおいて探針テストを繰り返し、同一測定アイテムがエラー発生地点である時、エラー発生と判断することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項４】
パッドの平均の明るさ値によってパッドのイメージ値を判断することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項５】
パッドのイメージ値を抽出する段階は、
パッドのイメージを複数のピクセルで貯蔵する段階と、
各ピクセルの明るさ値を測定する段階と、
すべてのピクセルの明るさ値の和をピクセルの数に分ける段階とを含むことを特徴とする請求項４に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項６】
エラーが発生される時、パッドのイメージを貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項７】
探針テストの以後、次のチップ領域に移動する前、テストされたチップ領域においてパッドのイメージを貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項８】
エラー発生の時、抽出されたパッドの平均の明るさ値が基準イメージの明るさ値より許容値以上より明るい場合、アラームを発生することを特徴とする請求項４に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項９】
正常接触されたパッドの基準イメージ値を設定する段階と、
エラー発生の時、パッドのイメージ値を抽出する段階と、
前記抽出されたイメージ値と前記基準イメージ値とを比較する段階とを含むことを特徴とする探針テスト方法。
【請求項１０】
複数個のチップ領域内の複数個のパッドにおいて探針テストを繰り返し、複数個のチップ領域において同一位置がエラー発生地点である時、データ異常発生と判断することを特徴とする請求項９に記載の探針テスト方法。
【請求項１１】
複数個のチップ領域内の複数個のパッドにおいて探針テストを繰り返し、同一測定アイテムがエラー発生地点である時、データ異常発生と判断することを特徴とする請求項９に記載の探針テスト方法。
【請求項１２】
パッドの平均の明るさ値でパッドのイメージ値を判断することをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の探針テスト方法。
【請求項１３】
パッドのイメージ値を抽出する段階は、
パッドのイメージを複数のピクセルで貯蔵する段階と、
各ピクセルの明るさ値を測定する段階と、
すべてのピクセルの明るさ値の和をピクセルの数に分ける段階とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の探針テスト方法。
【請求項１４】
エラーが発生される時、パッドのイメージを貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項１５】
探針テスト以後、次のチップ領域に移動する前、テストされたチップ領域においてパッドのイメージを貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のプローブカード異常確認方法。
【請求項１６】
正常接触パッドのリファレンスイメージ値を貯蔵する貯蔵装置と、
エラー発生の時、パッドのイメージ値を抽出するイメージ抽出器と、
抽出されたイメージ値とリファレンスイメージ値を比較するイメージ値比較器とを含むことを特徴とするプローブカード異常確認装置。
【請求項１７】
抽出されたイメージ上に異常が確認される時、アラームを発生する警報器をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のプローブカード異常確認装置。
【請求項１８】
複数個のチップ領域内の複数個のパッドに対して探針テストを繰り返し、複数個のチップ領域において同一位置がエラー発生地点である時、データ異常発生と判断することを特徴とする請求項１６に記載のプローブカード異常確認装置。
【請求項１９】
前記イメージ抽出器はパッドの平均の明るさ値によってパッドのイメージ値を判断することを特徴とする請求項１６に記載のプローブカード異常確認装置。
【請求項２０】
前記イメージ抽出器は、
複数個のピクセルで前記パッドのイメージを貯蔵し、
各ピクセルのイメージ値を測定し、
各ピクセルの明るさ値の和をピクセルの数に分けることを特徴とする請求項１９に記載のプローブカード異常確認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の特性を測定するのに用いられるプローブカードの異常を確認する方法に係り、より具体的には探針の接触不良を確認することができるプローブカード異常確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程が完了すると、ウェーハ上には多数のチップ領域が形成され、それぞれのチップ領域は半導体チップに分離される。製造工程が完了すると、ウェーハ状態においてチップの動作をテストし、多様なテストアイテムがプログラムされた検査装置を用いて半導体装置の動作をテストする。
【０００３】
チップ領域には半導体装置の動作及びテストのために電源及び信号を入出力する複数個のパッドが形成されており、これらチップに電源及び信号を入出力するための探針（ｎｅｅｄｌｅ）が接触されてテストが実行される。半導体装置のパッドは固有の配列を有する。パッドに接触される探針はプローブカードに設置され、半導体装置の種類に適合して製作されたプローブカードを検査装置に装着した後、一括的にテストが進行される。
【０００４】
プローブカードはＰＣＢ基板に複数個の探針が設置されており、探針が半導体装置のパッドに接触されて電気的テストが実行される。プローブカードの探針は端部が平行に配列されて一定の力が加えられてパッドに接触される。しかし、テストが進行される間に探針の端部に異物が付着するか、強い電気的刺激によって探針の端部が破壊される場合も発生し、探針の一部が曲がって端部の配列が不均一になる場合も発生する。
【０００５】
半導体装置の動作をテストする時、非正常的な動作が測定されることがある。この場合、半導体装置製造工程または回路の設計上の問題と判断されることがあるが、プローブカードの探針とパッドとの接触不良による誤動作も排除することはできない。しかし、半導体装置のテストにおいて不良が発見された時、装置自体の問題と判断することが一般的であり、この後、プローブカードなどの測定装備の異常を判断することによって多様な努力と時間が消費される。
【０００６】
図１は一般的な半導体装置のテストのために探針が接触されたパッドを示す図である。
【０００７】
図１を参照すると、半導体チップには外部信号入出力のための複数個のパッド１０が形成されている。パッド１０は半導体装置によって多様な形態に配列される。半導体チップをテストする時、プローブカードに設置されている探針１２がパッド１０に接触する。半導体装置のテストが行われる測定装置（ｐｒｏｂｅ ｓｙｓｔｅｍ）にプローブカードが装着され、プローブカードは半導体チップの上部に位置した状態で下方移動して探針１２をパッド１０に接触させる。この時、探針１２は外部信号が入出力されるすべてのパッドに一定の圧力で接触されるべきである。もし、探針１２とパッド１０との接触が不良で電気的に連結されなければ、外部信号が半導体装置に通じず、テスト不良が発生する。従って、プローブカードに設置される探針１２は端部が均一に配列されるべきであり、パッド１０と接触される部分には絶縁性物質が付着してはならない。それにもかかわらず、多様な理由によって探針１２とパッド１０との接触不良が発生する。
【０００８】
図２は探針とパッドとの接触不良を誘発する類型を示す図である。
【０００９】
図２を参照すると、プローブカードの探針を正面から見る時、探針１２の端部は平行に配列されるべきである。しかし、探針が曲がるか（１２ａ）、強い電気的刺激によって探針の端が破壊されるか（１２ｂ）または探針の端部に異物１４が付着した場合（１２ｃ）、探針１２とパッド１０の接触が不良になる恐れがある。
【００１０】
従来、探針１２とパッド１０との接触状態を作業者が肉眼で把握して接触したか否かを判断した。ウェーハには数十個ないし数百個のチップが形成され、各チップには数十個のパッドがあるため、一つのウェーハですべてのパッドを肉眼で検査するのは容易ではない。ウェーハ上のすべてのパッドを肉眼で検査することができると言っても、作業者の技術水準と経験とによって判断程度が異なるため、接触不良を正常接触と判断する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする技術的課題は、探針とパッドとの接触不良を判断することができるプローブカード異常確認方法を提供することにある。
【００１２】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、半導体装置の電気的特性をテストする過程において非正常データが発見された時、プローブカードの異常を確認することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記技術的課題を達成するために、本発明は探針と接触された跡を有するパッドのイメージをプロセッシングしてプローブカードの異常を確認する方法を提供する。この方法は正常接触されたパッドの基準イメージ値を設定し、エラー発生の時、パッドのイメージ値を抽出し、抽出されたパッドのイメージ値と基準イメージ値とを比較することを含む。イメージ値の異常を発見する時、アラームを発生し、プローブカードを検査する。
【００１４】
エラー発生時点は複数個のチップ領域を検査する時、チップ領域上の同一位置のパッドで連続的にデータ異常が発見される時点と判断するか、あるいは、同一測定アイテムで連続的にデータ異常が発見される時点と判断することができる。
【００１５】
パッドのイメージ値はパッドの平均の明るさによって設定することができる。この時、パッドのイメージを複数個のピクセルに区分して各ピクセルの明るさを測定し、測定されたピクセルの明るさを平均してパッドの平均明るさを設定することができる。パッドのイメージ値はチップ領域の電気的テストが完了した後、次のチップ領域の電気的テストに移動する前にテストが完了したチップ領域において探針と接触された跡を有するパッドのイメージを貯蔵することができる。他の方法としては、エラー発生が感知されたチップ領域において探針と接触された跡を有するパッドのイメージを貯蔵することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば電気的テスト過程において探針とパッドとの接触状態を自動的に検査してプローブカードの異常を確認するによって、作業者の主観及び熟練度に依存せず、探針とパッドとの接触を正確に判断することができる。
【００１７】
また、同一のパッドまたは同一の測定アイテムにおいて繰り返ししてエラーが発生した場合、半導体装置自体の不良と判断する前に、プローブカードが異常であるか否かを確認することができる。従って、ウェーハの収率を高めることができ、回路または工程の問題を探すための不必要な時間及び努力の消耗を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明する実施形態に限定されず、他の形態に具体化することもできる。むしろ、ここで紹介する実施形態は開示された内容を完全にし、当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものである。明細書において同一の参照番号を付した部分は同一の構成要素を示す。
【００１９】
図３は本発明の望ましい実施形態によるプローブカード異常確認方法を説明するためのフローチャートである。
【００２０】
図３を参照すると、探針がパッドに正常に接触されたか否かを判断するために基準値を設定する。探針が正常接触されたか否かは探針の接触の跡を有する確認対象パッドの明るさ値を正常接触されたパッドの明るさ値と比較して確認する。まず、基準になる正常接触パッドのイメージ値を設定する（Ｓ１段階）。パッドのイメージ値はパッドの平均明るさ値に定めることができる。
【００２１】
図４に示したように、パッドの平均の明るさ値はパッドのイメージをｍ×ｎピクセルで貯蔵（ｃａｐｔｕｒｅ）し（Ｓ１１段階）、各ピクセルの明るさ値を抽出し（Ｓ１２段階）、抽出されたピクセルの明るさ値を平均してパッド全体の平均の明るさ値を計算することができる（Ｓ１３段階）。イメージの明るさは各ピクセルを８ｂｉｔのグレイイメージに貯蔵する時、黒色から白色まで０〜２５６段階の明るさで表現することができる。従って、各ピクセルは０〜２５６の間の数値を有し、全体ピクセルの数値を平均してパッドの平均明るさが分かる。
【００２２】
例えば、図５Ａに示したようにパッド５０に探針が押された跡５２ａが大きく残れば、探針の跡５２ａはパッドの他の領域５０より暗いため、パッドの平均の明るさ値が小さい。図５Ｂに示したように、パッド５０に探針が押された跡５２ｂが相対的に小さく残れば、パッドの平均の明るさ値が相対的に大きい。さらに、図５Ｃに示したように、探針がパッド５０に接触されなくてパッド５０に探針の接触跡がない場合、パッド５０の明るさ値はより大きくなるであろう。
【００２３】
正常接触パッドの基準イメージ値が設定されれば、チップ領域の電気的テストが順に行われる。半導体装置の特性測定はウェーハ上に形成された多数のチップ領域において順に実施される。この時、各チップ領域において測定される電気的テストはあらかじめプログラムされた数ないし数十種の測定アイテムによって進行される。各測定アイテムによって特定探針に信号が伝達されてテストされる。半導体装置のテストが進行される過程またはその以前に特定探針とパッドとの接触不良が発生する場合、複数個のチップ領域において同一位置のパッドで接触不良が連続的に発生するか、同一測定アイテムで連続的にデータ異常が測定されるようになる。この場合、半導体装置の回路上の問題や製造工程上の問題であり得るが、探針の接触不良も排除することができないため、同一位置のパッドで連続的な接触不良が連続的に発生した時をエラー発生時点と判断し、パッドのイメージ値を抽出する（Ｓ２段階）。パッドのイメージ値の抽出方法は図４に示した方法を再度適用することができる。
【００２４】
正常接触確認のためのパッドのイメージ値と基準イメージ値とを比較する（Ｓ３段階）。例えば、正常接触されたパッドの明るさ値が１６０であり、エラーが発生したパッドの明るさ値が１６０に近接した場合にはパッドと探針とは正常的に接触された場合であるため、半導体装置自体の問題と判断することができる。しかし、正常接触されたパッドの明るさ値より許容範囲以上に大きい明るさ値を有するパッドは探針が正常的に接触されていないと判断する。
【００２５】
エラー発生の時に抽出されたイメージ値と基準イメージ値とを比較して許容範囲以上に非正常的なイメージ値が発見される場合、アラームを発生し（Ｓ４段階）、作業者は測定装置からプローブカードを分離して探針の状態を検査する（Ｓ５段階）。プローブカード検査結果、探針のチップに異物が付着した場合、探針を磨ければ良く、探針が曲がった、またはチップが破壊された場合には修理を要請することができる。
【００２６】
ウェーハを電気的に測定する間、チップ領域のパッドイメージは次のチップ領域に移動する前に測定が完了したチップ領域においてあらかじめ取得することもできる。この場合、ウェーハで測定されたチップ領域のすべてのパッドのイメージが貯蔵されるため、貯蔵空間及び貯蔵時間を多く要求されるという短所はある。しかし、接触不良が発生されたパッドの接触状態を以後に再確認して不良の原因を分析するに有用に用いることができるという長所がある。一方、エラーが発生した時点に測定中であるチップ領域において、パッドのイメージを取得してイメージ値を抽出する方法も使用することができる。この場合、以前の段階においてパッドの接触状態を確認するためには再度測定装置を稼動して位置を変更しなければならないという短所があるが、短い時間に接触が不良か否かを確認することができるという長所がある。従って、チップ領域のパッドイメージを取得する方法は必要によって多様に変更することができる。
【００２７】
前記の方法は測定システムにあらかじめプログラムして同一のパッドまたは同一の測定アイテムで連続的な異常が発生する場合、自動的に実行され、探針が正常的に接触したか否かを判断し、探針の接触に異常がない時、電気的テストを継続進行するようにすることができる。
【００２８】
正常接触パッドの基準イメージ値は多様な方法によって設定することができる。例えば、正常接触パッドの基準イメージ値はそれぞれのウェーハで最初測定されるチップ領域において設定することもでき、それぞれのロットで最初測定されるウェーハの最初測定されるチップ領域において設定することもでき、また、任意の数の測定が進行された後、周期的に再設定することもできる。これとは異なり、正常接触パッドの基準イメージ値の設定は最初測定されるチップ領域において設定せず、ウェーハ上の複数個の位置で測定してウェーハの領域別の基準イメージ値に設定することができる。半導体製造工程が完了したウェーハは領域によって明暗が異なり得る。従って、これを考慮して基準イメージ値を領域別に設定し、エラー発生時のチップ領域が形成された位置によって基準イメージ値を選択してプローブカードが異常であるか否かを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】探針が接触されたパッドを示す図である。
【図２】プローブカードの探針不良の種類を示す図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態によるプローブカード異常確認方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の望ましい実施形態によるパッドのイメージ値の抽出方法を示すフローチャートである。
【図５Ａ】探針が接触されたパッドのイメージを示す図である。
【図５Ｂ】探針が接触されたパッドのイメージを示す図である。
【図５Ｃ】探針が接触されないパッドのイメージを示す図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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