(57)【要約】【課題】プローブ接触痕検出方法においては、複数の接触痕や電極パッドが均一に平面で無い場合、新たに加えられた接触痕を特定して検出することが困難であった。【解決手段】ウェハＷ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブ２６を該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するために、ウェハアライメントカメラ２３と、画像処理部２８とによって画像検出及び処理するプローバにおいて、プローブ接触前に電極を画像検出及び処理した画像と、プローブ接触後に電極を画像検出及び処理した画像とを比較することによって、接触痕を検出するプローバを構成する。【選択図】図１
2007103860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブを該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するために、ウェハ顕微鏡と、画像処理部とによって画像検出及び処理するプローブ接触痕検出方法において、
前記プローブ接触前に前記電極を画像検出及び処理した画像と、該プローブ接触後に該電極を画像検出及び処理した画像とを比較することによって、前記接触痕を検出することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記接触痕は、前記プローブ接触後の画像の各画素の濃度値から前記プローブ接触前の画像の各画素の濃度値を減算することによって検出される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接触痕が電極の許容範囲内に存在しない場合、および／または、該接触痕サイズが上限／下限閾値を超える場合、警告を出力する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブを該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するために、ウェハ顕微鏡と、画像処理部とによって画像検出及び処理するプローバにおいて、
前記プローブ接触前に前記電極を画像検出及び処理した画像と、該プローブ接触後に該電極を画像検出及び処理した画像とを比較することによって、前記接触痕を検出することを特徴とするプローバ。
【請求項５】
前記接触痕は、前記プローブ接触後の画像の各画素の濃度値から前記プローブ接触前の画像の各画素の濃度値を減算することによって検出される請求項４に記載のプローバ。
【請求項６】
前記接触痕が電極の許容範囲内に存在しない場合、および／または、該接触痕サイズが上限／下限閾値を超える場合、警告を出力する請求項４に記載のプローバ。
【請求項７】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブを該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するために、ウェハ顕微鏡と、画像処理部とによって画像検出及び処理するプローブ接触痕検出装置において、
前記プローブ接触前に前記電極を画像検出及び処理した画像と、該プローブ接触後に該電極を画像検出及び処理した画像とを比較することによって、前記接触痕を検出することを特徴とするプローブ接触痕検出装置。
【請求項８】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブを該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するため、コンピュータに、ウェハ顕微鏡と、画像処理部とによって画像検出及び処理するプローバに対し、
前記プローブ接触前に電極を画像検出及び処理させる手順と、
前記プローブ接触後に電極を画像検出及び処理させる手順と、
前記プローブ接触前の電極画像と、前記プローブ接触後の電極画像を比較させ、
前記接触痕を検出させる手順と、を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体チップ（ダイ）の電極とプローブの接触確認のためのプローブ接触痕検出方法、及び、プローバに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、薄い円盤状の半導体ウェハに各種の処理を施して、半導体装置（デバイス）をそれぞれ、または、複数有する複数のチップ（ダイ）を形成する。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された後、リードフレーム等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、プローバとテスタを組み合わせたウェハテストシステムで行われる。プローバは、ウェ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、電源及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。そして、正常に動作しないデバイスは後の組み立て工程から除かれることになる。
【０００３】
プローブはプローブカードに設けられ、プローブの配列は検査を行う半導体チップの電極パッドの配列に対応している。プローブには、カンチレバー式プローブ、スプリングレバー式プローブ等がある。検査を行う半導体チップ内のデバイスの種類が変わる時には対応するプローブカードに交換する必要がある。プローブカードを交換すると、プローバに設けられたプローブ位置検出カメラでプローブ位置の検出処理を行う。なお、プローブ位置の検出処理は、プローブカードを交換しないときでも、１枚のウェハ上の半導体チップの検査が終了したときなどに随時行われる。
【０００４】
一方、ウェハステージにウェハを保持すると、プローバに設けられたウェハアライメントカメラによりチップの電極パッドの位置を検出する。そして、チップの電極パッドの配列方向とプローブの配列方向が一致するようにウェハステージを回転させた後、電極パッドが対応するプローブの真下に位置するようにウェハステージに移動する。この状態でウェハステージを上昇させれば、電極パッドがプローブに接触する。
【０００５】
電極パッドとプローブの接触後に、テスタからプローブに接続される端子を通し、電源及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ことで電気的テストは終了する。電気的テストで異常となる原因は、チップの問題の他に、ウェハテストシステム自体に問題がある場合がある。そのようなウェハテストシステムの問題を明らかにするために、電極パッド上のプローブ接触痕を確認し、ウェハテストシステムの何に異常があったかを問題判別することが行われる。接触痕が電極パッド上に適切に存在すれば、プローバの機械的な動作には問題が無く、テスタ側に問題があったことが判明する。その逆に、異常があった電極パッド上にプローブ接触痕が無ければ、プローバの機械的な動作に問題があったことがわかる。
【０００６】
さらに、電気的テストに異常が無い場合でも、接触痕の確認を行うことでウェハテストシステムの信頼度を上げることができる。例えば、プローブ接触痕が電極パッド中央部に存在せず、周辺部に偏るもしくは電極パッド外にあることがわかれば、プローブ位置検出、ウェハ位置検出のいずれかに問題があることが推定できる。また、プローブは接触を繰り返すことにより、短縮化し、プローブ先端径も大きくなる。このため、接触痕のサイズが、確実な電気的接触を実現する接触圧が得られるようなプローブの撓み量等から計算されるサイズを超えた場合、プローブ寿命が来ていることがわかる。
【０００７】
さらにまた、接触痕のサイズが上限閾値を超える場合、電極パッドがプローブの先端部に接触する高さ位置（接触開始位置）から、更に所定量（オーバードライブ量）の高さ位置まで上げた結果、過剰な接触圧が加わっていることが予想できる。近年の半導体デバイスの微細化により、電極パッド自体も急激に薄膜化が図られ、それによって、電極パッド材料も硬度の低いものが使用されている。また、半導体デバイスの多層化が進められ、電極パッド下に電気回路が形成されるようになってきており、上記のような過剰接触は、プローブ先端部が電極パッドを突き抜けて正常な接触が確立できないと言う問題が生じている。
【０００８】
一方、接触痕サイズが下限閾値を超える場合、確実な電気的接触を実現する接触圧が得られておらず、プローブ位置検出、ウェハ位置検出のいずれかに問題があることが推定できる。
【０００９】
このような目的で行う接触痕の確認テストは、従来は、人間がウェハアライメントカメラを用いて、目視で行っていた。しかし、ウェハの大口径化が８インチ、１２インチ、１６インチと進むに従い、ウェハ上のチップの数及び電極パッド数が増大し、人間の目により電極パッド上のプローブの接触痕を確認することは困難となり、また作業効率を上げるために、接触痕の確認を自動化する必要がある。
【００１０】
そこで、電気的テスト終了後に、ウェハアライメントカメラにより電極パッドを検出し、それを画像処理することによって、電極パッド上に接触痕の有無等を自動検出することが行われた（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】出願番号２００５−１５８６１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
接触痕自動検出処理は、上記のように行われるが、以下のような問題がある。
【００１３】
メモリ、ロジック回路、ＬＣＤドライバ（液晶（Liquid Crystal Device)を動かす回路）等の異なる半導体装置（デバイス）を有するチップ（ダイ）の場合、異なる半導体デバイス毎に対応するテスターを用いて電気的テストを行う必要がある。同時に、そのテスターに対応してプローブカードも異なるため、１つの電極パッドに複数プローブの接触痕が発生することとなる。
【００１４】
さらに、ウェハテストは半導体デバイスの仕様に応じて各種の環境条件で行う必要があり、そのために、プローバのウェハステージにヒータや冷却用のチラーシステムが設けられ、ウェハステージに保持されたウェハやその周辺のプローブカードなどは高温又は低温になる。また、この温度条件は、２００℃以上の高温や、−５０℃以下の低温等厳しくなっており、温度条件範囲の広がりに伴い、電気的テスト回数も増加し、１つの電極パッド上の接触痕が増加している。
【００１５】
このような電極パッドに対する複数回の電気的テストが行われる結果、電極パッド上にプローブ接触痕が多数存在することとなり、プローブ接触痕の確認を、電気的テスト後に判断することが極めて困難となった。
【００１６】
本発明は、上記のような問題を解決するもので、プローブ接触痕検出に関して各種の改良を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の形態によれば、ウェハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブを該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するために、ウェハ顕微鏡と、画像処理部とによって画像検出及び処理するプローブ接触痕検出方法において、そのプローブ接触前に電極を画像検出及び処理した画像と、プローブ接触後に電極を画像検出及び処理した画像とを比較することによって、接触痕を検出するプローブ接触痕検出方法が提供される。プローブ接触後の画像のみによって接触痕を判断するのではなく、プローブ接触前の画像と比較して接触痕を検出し判断することで、接触痕検出の精度が向上する。
【００１８】
なお、上記の比較は、プローブ接触後の画像の各画素の濃度値から前記プローブ接触前の画像の各画素の濃度値を減算することで、電極パッドが一様に均質な表面を有さない場合や、プローブ接触前に既に電極パッド上に接触痕がある場合でも、新たに加えられたプローブ接触痕を検出することができる。
【００１９】
また、接触痕が適切に検出することができるため、電極の許容範囲内に存在しない場合、および／または、該接触痕サイズが上限／下限閾値を超える場合、有効に判断することが可能であり、これにより、警告を出力する。
【００２０】
本発明の第２の形態によれば、ウェハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するためにプローブを該半導体装置の電極に接触させることで生じた接触痕を確認するために、ウェハ顕微鏡と、画像処理部とによって画像検出及び処理するプローバにおいて、プローブ接触前に電極を画像検出及び処理した画像と、プローブ接触後に電極を画像検出及び処理した画像とを比較することによって、接触痕を検出するプローバを提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電気的テスト毎に生じる電極パッドへの接触痕を適切に検出する処理が行え、プローバ異常、テスター異常等の異常を適切に検出することでプローバ及びウェハテストシステムの信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るプローブ接触痕検出方法及びプローバの実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の実施例のプローバの概略構成を示す図である。プローバ１０は、テスタ３０とＧＰＩＢシステム４０とでウェハテストシステムを構成する。図示のように、プローバ１０は、基台１１と、その上に設けられた移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７と、ウェハステージ１８と、プローブの位置を検出するプローブ位置検出カメラ１９と、側板２０及び２１と、ヘッドステージ２２と、支柱３１に設けられたウェハアライメントカメラ２３と、ヘッドステージ２２に設けられたカードホルダー２４と、カードホルダー２４に取り付けられるプローブカード２５と、ステージ移動制御部２７及び画像処理部２８などを有する制御部２９と、を有する。
【００２４】
プローブカード２５には、カンチレバー式のプローブ２６が設けられる。移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７は、ウェハステージ１８を３軸方向及びＺ軸周りに回転する移動・回転機構を構成し、ステージ移動制御部２７により制御される。移動・回転機構については、広く知られているので、ここでは説明を省略する。プローブカード２５は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ２６を有し、検査するデバイスに応じて交換される。画像処理部２８は、プローブ位置検出カメラ１９の撮影した画像からプローブの配置及び高さ位置を算出し、ウェハアライメントカメラ２３の撮影した画像からウェハ上の半導体チップ（ダイ）の電極パッドの位置を検出する。なお、画像処理部２８は、検出された画像を画像処理し、電極パッドにプローブが接触したことにより生じる接触痕を検出でき、電極バッド内の接触痕の位置、大きさ等を画像認識できる。
【００２５】
テスタ３０は、テスタ本体と、テスタ本体に設けられたコンタクトリング３２と、を有する。プローブカード２５には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング３２はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体は、図示していない支持機構により、プローバ１０に対して保持される。また、テスタ本体とプローバ１０の制御部２９は、ＧＰＩＢシステム４０を介して通信可能に接続されている。
【００２６】
検査を行う場合には、プローブ位置検出カメラ１９がプローブ２６の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、プローブ位置検出カメラ１９でプローブ２６の先端位置を検出する。プローブ２６の先端の水平面内の位置（Ｘ及びＹ座標）は、カメラの座標により検出され、垂直方向の位置（Ｚ座標）はカメラの焦点位置で検出される。このプローブ２６の先端位置の検出は、プローブカードを交換したときには必ず行う必要があり、プローブカードを交換しない時でも所定個数のチップを測定する毎に適宜行われる。なお、プローブカード２５には、通常１０００以上ものプローブ２６が設けられているため、全てのプローブ２６の先端位置を検出せずに、通常は作業効率を考慮して、特定のプローブの先端位置を検出する。
【００２７】
次に、ウェハステージ１８に検査するウェハＷを保持した状態で、ウェハＷがウェハアライメントカメラ２３の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、ウェハＷ上の半導体チップの電極パッドの位置を検出する。
【００２８】
プローブ２６の位置及びウェハＷの位置を検出した後、チップの電極パッドの配列方向がプローブ２６の配列方向に一致するように、θ回転部１７によりウェハステージ１８を回転する。そして、ウェハＷの検査するチップの電極パッドがプローブ２６の下に位置するように移動した後、ウェハステージ１８を上昇させて、電極パッドをプローブ２６に接触させる。
【００２９】
プローブ２６に電極パッドを接触させる時には、電極パッドの表面がプローブ２６の先端部に接触する高さ位置（接触開始位置）から、更に所定量高い位置（検査位置）まで電極パッドを上昇させる。検査位置は、プローブ２６と電極パッドとの間で確実な電気的接触を実現する接触圧が得られるようなプローブ２６の撓み量が得られるプローブの先端部の変位量を、接触開始位置に加えた高さ位置である。実際には、プローブ２６の本数は、例えば１０００本以上であり、全てのプローブ２６と電極パッドの間で確実な電気的接触が実現されるように検査位置が設定される。
【００３０】
テスタ３０は、プローブ２６に接続される端子から、電源及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３０で解析して正常に動作するかを確認する。
【００３１】
図２は、電極パッド上の接触痕を検出する動作を説明するための図である。電極パッドの接触痕検出テストは、まず、ウェハアライメントカメラ２３がウェハＷの上に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、ウェハアライメントカメラ２３で接触痕検出テスト対象となる電極パッドの画像を検出する。次に、ウェハアライメントカメラ２３で検出された電極パッドの画像情報は、画像処理部２８によって、画像処理され、プローブ接触前の電極パッド画像処理情報として記憶部３４に格納される。なお、検出対象となる電極パッドは、プローバ信頼性の向上を考慮すると全電極パッドとすることが好ましいが、電極パッド数は１０００以上となることもあるため、作業効率を考慮して、いくつかに特定しても良い。
【００３２】
プローブ接触前の電極パッド画像処理情報が取得された後、プローブカード２５と接触させるために、プローブの下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、プローブ２６と電極パッドの間で電気的テストが行われる。次に、電極パッド上の接触痕を検出するために、ウェハアライメントカメラ２３がウェハＷの上に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、ウェハアライメントカメラ２３で接触痕検出テスト対象となる電極パッドについてのプローブ接触後の画像情報を検出する。検出された電極パッドの画像情報は、画像処理部２８によって、画像処理され、プローブ接触後の電極パッド画像処理情報として記憶部３４に格納される。
【００３３】
なお、画像処理については広く知られおり、公知の画像処理が適用可能である。一例として公知の画像処理としてＡ-Ｄ変換の適用例を説明すると、例えば、縦方向にＭ個、横方向にＮ個（Ｍ、Ｎは任意の数）の画素で正方形に標本化され、各画素は、複数ビットで量子化された複数種類の諧調数の明るさ濃度（濃度値）を有する画像情報に変換されたものとする（例えば、各画素が８ビットで量子化された場合、２の８乗で２５６種類の階調数の濃度値を持つことになる。）。
【００３４】
次に、画像処理部２８は、記憶部３４に格納されたプローブ接触後の画像情報から、同様に記憶部３４に格納されたプローブ接触前の画像情報を減算する。例えば、上記のＡ-Ｄ変換の適用例で、説明の容易化のため３ビット（８階調）で説明すると、Ｍ×Ｎの画像の各画素毎に、プローブ接触後の濃度値、例えば２進数で１１０（１０進数で６）で示される濃度値、からプローブ接触前の濃度値、例えば２進数で００１（１０進数で１）を減算し、プローブ接触により検出された濃度値、例えば２進数で１０１（１０進数で５）が求められる。
【００３５】
なお、本実施例においては、プローブ接触前の電極パッドの量子化された画像と、プローブ接触後の電極パッドの量子化された画像の相違は、プローブの接触痕があるか無いかの違いのみであり、その他の条件は、チップの電気的テストを行うため、環境が厳格に制御されているため、変わらない。従って、上記の画素の大部分は、検出前の濃度値と検出後の濃度値が同じであり、各画素毎の減算結果は０となり、プローブ接触痕のみが濃度値を持った画素として検出される。
【００３６】
図３は、プローブ接触前の画像情報から第１回目のプローブ接触後の画像情報を減算した結果の画像情報を説明する図である。図３（ａ）は、プローブ接触前の電極パッド１０１の画像情報を示す図である。図３（ｂ）は、例えばチップ内のメモリの電気的テストのための第１回目のプローブ接触によって、電極パッド１０１上に１個の接触痕１０２が存在する画像情報を示す図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）の電極パッド１０１上の画像情報から、図３（ａ）の電極パッド１０１上の画像情報を減算した画像情報を示す図である。図３（ａ）のように、電極パッド１０１が、酸化等の影響で表面が均一に平らではなく凹凸が生じているため、光を正反射せず、その結果、画像処理された電極パッド画像上に模様や点が生じる場合、プローブ接触後の画像のみでは接触痕を適切に検出することが困難になる場合がある。しかし、図３（ｃ）のように、電極パッド１０１の画像情報自体も減算することで、プローブ接触後に生じた接触痕１０２自体を検出することができる。
【００３７】
このように、接触痕１０２自体が明確に検出されることで、この検出結果から、的確な異常処理／位置情報修正処理を行うことができる。例えば、接触痕の位置が、適切に電極パッド上に存在しているか否かが明確になる。また、他の電極パッドとの接触痕サイズから接触痕平均サイズを求め、その平均サイズからの上限／下限閾値を設定することで、プローブカードの寿命を判断することが出来る。あるいは、電極パッドを突き抜けることを回避するために設定した接触痕サイズの上限閾値を越える場合、電極パッドに対し過剰な接触圧が加わっていることも予想できる。さらに、異常サイズと判断されない場合であっても、検出痕の位置が的確に検出されるために、これらの検出位置データを、プローブ位置調整、ウェハアライメント調整時の位置データと比較することで、それらの位置情報を修正することもできる。
【００３８】
図４は、図３に示す電極パッドと同一の電極パッドに関して第２回目のプローブ接触前の画像情報から第２回目のプローブ接触後の画像情報を減算した画像情報を説明する図である。図４（ａ）では、例えばメモリの電気的テストのための第１回目のプローブ接触によって、電極パッド１０１上に１個の接触痕１０２が存在する画像情報を示す図である。図４（ｂ）は、例えばチップ内のロジック回路の電気的テストのための第２回目のプローブ接触によって、同じ電極パッド１０１上に１個の接触痕１０３が加わったことを示す画像情報を示す図である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の電極パッド１０１上の画像情報から、図４（ａ）の電極パッド１０１上の画像情報を減算した画像情報を示す図である。図４（ｃ）に示すように、メモリの電気テストのためのプローブ接触痕１０２が減算され、消えた結果、ロジック回路の電気的テストのための第２回目のプローブ接触痕１０３が適切に検出できることがわかる。さらに、図４（ａ）のように、電極パッド１０１が、酸化等の影響で光が正反射しなかったような場合には、接触痕を適切に検出することが困難になる場合があるが、電極パッド１０１の画像情報自体も減算することで、接触痕１０３自体を明確に検出することができる。
【００３９】
上記のように検出された接触痕は、電極パッド内の中央部にあり、周辺部に偏在もしくは電極パッド外に存在しているか否か、接触痕サイズが上限／下限閾値以内か否かが制御部２９で判断され、異常と判断される場合は、表示部３３に異常警告が出力される。
【００４０】
図５は、本発明の実施例における接触痕検出処理に関連する一連の処理を示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ１０１では、ウェハＷをウェハステージ１８にセットする。
【００４２】
次にステップＳ１０２に進んで、チップ（ダイ）のデバイス毎に対応するプローブカード２５をヘッドステージ２２にセットし、ステップＳ１０３に進む。
【００４３】
ステップＳ１０３では、オペレータが、テストを行う環境温度設定、例えば、−５０℃から２００℃の範囲内の温度、を設定する。
【００４４】
次にステップＳ１０４に進んで、ウェハＷをウェハアライメントカメラ２３下に移動させるために、ウェハステージ１８を動かし、チップの電極パッドの位置を検出し、次に、プローブ下にプローブ位置検出カメラ１９を移動させるために、Ｚ軸移動台１６を動かし、プローブ位置検出カメラがプローブ先端位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）を検出する。
【００４５】
次にステップＳ１０５に進んで、上記のようにして検出したプローブの先端位置が正確であるかを確認する必要があるかの判断をオペレータに要求する。必要が無ければ、ステップＳ１０７に進み、必要があればステップＳ１０６に進んで位置確認処理を行う。位置確認処理は、ステップＳ１０４で検出したプローブの先端位置及び電極パッド位置に基づいて、従来と同様に、電極パッドが対応するプローブの真下に位置するように移動した後、ウェハステージ１８を上昇させて電極パッドをプローブに接触させる。その後、プローブに接触させた電極パッドをウェハアライメントカメラ２３の下に移動して、電極パッドの接触痕を検出する。所望の接触痕が検出されれば、ステップＳ１０４で検出したプローブの先端位置及び電極パッド位置が正確であることが確認されるので、ステップＳ１０７に進む。もし所望の接触痕が検出されない場合（無検出、異なる形状の接触痕が検出される場合）には、ステップＳ１０４で検出したプローブ先端位置及び電極パッド位置が正確で無いので、オペレータに警告を出力する。オペレータは、この警告に応じてステップＳ１０４に戻って再度処理を繰り返すか、プローブ位置検出カメラ１９及びウェハアライメントカメラ２３の検出状態を確認する作業を行う。この場合、電気的テストは中止されることになる。
【００４６】
ステップＳ１０７では、ウェハステージ１８を移動させ、電極パッドがウェハアライメントカメラ２３の真下にくるように移動され、プローブ接触前の電気的テスト対象の電極パッドの画像検出処理が行われる。その電極パッドの画像は、ウェハアライメントカメラ２３を介して撮影され、画像処理部２８で画像処理され、記憶部３４に格納される。
【００４７】
次にステップＳ１０８に進み、ウェハステージ１８が移動され、チップの電極パッドの配列方向とプローブの配列方向が一致するようにウェハステージ１８を回転させた後、電極パッドが対応するプローブの真下に位置するようにウェハステージ１８を移動する。この状態でウェハステージを上昇させ、電極パッドをプローブに接触させる。電極パッドとプローブの接触後に、テスタ３０からプローブに接続される端子を通し、電源及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３０で解析して正常に動作するかを確認することで電気的テストが終了する。
【００４８】
次にステップＳ１０９に進み、プローブ接触痕を確認するために、電極パッドがウェハアライメントカメラ２３の真下にくるようにウェハステージ１８を移動させ、プローブ接触後の電気的テスト対象の電極パッドの画像検出処理が行われ、ステップＳ１１０に移動する。
【００４９】
ステップＳ１１０では、画像処理によって検出された接触痕が、電極パッド上の適正な位置にあったか否か、接触痕サイズが上限／下限サイズ範囲内にあるか否かの接触痕の検出結果の正常性が判断される。検出結果が異常である場合は、ステップＳ１１２に進んで表示部３３に異常警告を出力し、次にステップＳ１０６に進んで位置確認処理を行い、プローブ位置検出カメラ１９及びウェハアライメントカメラ２３の検出状態を確認する作業を行う。検出結果が正常である場合は、ステップＳ１１１に進む。
【００５０】
さらに、ステップＳ１１０では、ステップＳ１０８の電気的テストに異常があった場合、ステップＳ１０９の電極パッド上のプローブ接触痕を確認し、ウェハテストシステムの何に異常があったかの問題判別が行われる。ステップＳ１０９で接触痕が電極パッド上に適切に存在することが判明すれば、プローバの機械的な動作には問題が無く、テスタ３０側に問題があったことが判明する。その逆に、プローブ接触痕が無ければ、プローバの機械的な動作に問題があったことがわかり、上述のようにステップＳ１０６に進むことになる。
【００５１】
ステップＳ１１１では、オペレータにより、同じ温度環境条件、同じプローブカード、同じウェハ上に電気的テスト及び接触痕確認が必要か否かが判断され、必要が無い場合は、接触痕検出処理は終了する。
【００５２】
異なるチップに対して電気的テストを行う場合は、ステップＳ１０７に進んで、異なるチップについてステップＳ１０７の処理が繰り返される。
【００５３】
異なる環境温度条件下で電気的テストを行う場合は、ステップＳ１０３に進んで、オペレータによって温度設定が行われる。
【００５４】
同じチップの異なるデバイスに対して電気的テストを行う場合は、デバイス毎にテスタが異なり、そのテスタに対応するプローブカードを変更する必要があるため、ステップＳ１０２に進んで、プローブカード２５が変更される。
【００５５】
なお、ステップＳ１１０では、異常な接触痕が発見されると、ステップＳ１１２に進み異常処理が行われるが、異常な接触痕が生じても予め決められたチップの電気的テストを続行することもできる。しかし、異常の原因が、電極パッドの周辺部に偏在した場合等は、最初に異常接触痕が発見されるとその後の電極パッドにおいても同様の結果となる場合が多いため、異常が発見されたときは、ステップＳ１１２に進み異常処理を行うことが好ましい。
【００５６】
また、本発明に係るプローブ接触痕検出方法は、チップの電極パッドのプローブ接触痕を画像検出及び処理のみを行うために、テスタやプローブと分離され、電気的テストを行わないプローブ接触痕検出装置のような形で提供されても良い。
【００５７】
以上説明したように、本発明においては、電極パッドに対するプローブの接触前と後の画像情報を検出し、及び、画像処理することにより、プローバ精度の向上、テスタの状況、ならびに、プローブのライフ状況の監視を可能としている。また、プローバの精度向上は、チップやそれに伴う電極パッドの更なる微細化、ウェハの大口径化を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例のプローバの概略構成を示す図である。
【図２】電極パッド上の接触痕を検出する動作を説明する図である。
【図３】（ａ）は、第１回目のプローブ接触前の電極パッドの画像情報を説明する図で、（ｂ）は、第１回目のプローブ接触後の電極パッドの画像情報を説明する図で、（ｃ）は、第１回目のプローブ接触後の電極パッドの画像情報から、第１回目のプローブ接触前の電極パッドの画像情報を減算した画像情報を説明する図である。
【図４】（ａ）は、第２回目のプローブ接触前の電極パッドの画像情報を説明する図で、（ｂ）は、第２回目のプローブ接触後の電極パッドの画像情報を説明する図で、（ｃ）は、第２回目のプローブ接触後の電極パッドの画像情報から、第２回目のプローブ接触前の電極パッドの画像情報を減算した画像情報を説明する図である。
【図５】本発明の実施例における接触痕検出処理に関連する一連の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０    プローバ
１８    ウェハステージ
１９    プローブ位置検出カメラ
２２    ヘッドステージ
２３    ウェハアライメントカメラ
２５    プローブカード
【図１】
2007103860.tif 000003
【図２】
2007103860.tif 000004
【図３】
2007103860.tif 000005
【図４】
2007103860.tif 000006
【図５】
2007103860.tif 000007