(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偶数個ずつ縦横に連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向に４個以上連続する複数のチップに対応する複数の接触子を有するマルチプローブカードを用いて半導体ウエハ上に配列されたチップの電気的特性を検査する際に、コンピュータ上で上記マルチプローブカードを上記半導体ウエハ全面に割り振って上記マルチプローブカードが接触する矩形状のコンタクト領域を自動的に設定する自動設定モードを選択し、上記自動設定モードを用いて上記マルチプローブカードの複数の接触子を複数のチップの電極パッドに対して同時に接触させながら上記半導体ウエハのインデックス送りを順次行って全チップについて上記接触子を接触させる半導体ウエハのプロービング方法であって、
上記自動設定モードは、
上記マルチプローブカードで同時に検査する領域を一つのインデックス区域として設定するステップと、
上記半導体ウエハにおける上記複数のチップそれぞれにＸ、Ｙ座標値を付与するステップと、
上記半導体ウエハの全チップのうち、Ｘ座標の最大値と最小値に基づいてＸ軸方向で最長チップ列のチップ数を求めた後、このチップ数と上記インデックス区域のＸ軸方向のチップ数に基づいて上記最長チップ列の全チップを被う上記インデックス区域のＸ軸方向での割り振り数を求め、割り振られた上記インデックス区域が上記最長チップ列からはみ出した部分に対応するチップ数を、上記接触子が接触しない空打ちチップ数として求めるステップと、
上記空打ちチップ数を二等分して得られた個数の空打ちチップを、それぞれ上記Ｘ座標で最大値を示すチップと上記最小値を示すチップの外側へ振り分けて配列し、一方の端部にある空打ちチップのＸ座標値を、上記マルチプローブカードのＸ軸方向の接触開始位置として求めるステップと、
Ｙ軸方向におけるチップ列についても、上記Ｘ軸方向の接触開始位置と同一手順で上記マルチプローブカードのＹ軸方向の接触開始位置を求めるステップと、
上記Ｘ、Ｙ軸方向それぞれの接触開始位置の示すＸ、Ｙ座標値を基準にして上記インデックス区域を上記半導体ウエハ全面に割り振ることにより上記コンタクト領域を設定するステップと、を備え、
上記自動設定モードによって設定された上記コンタクト領域内を最初のインデックス区域から最後のインデックス区域までの最短経路に従って上記半導体ウエハをインデックス送りすることを特徴とする半導体ウエハのプロービング方法。
【請求項２】
上記接触子として配線基板の中央で垂直に保持された複数のプローブ針を用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハのプロービング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体ウエハのプロービング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体プロセス工程で半導体ウエハ上に多数のチップを形成した場合には、その半導体ウエハのまま個々のチップについて電気的特性の検査を行ない、不良品をスクリーニングするようにしている。そして、この検査には通常プローブ装置が用いられている。このプローブ装置は半導体ウエハの個々のチップが有する電極パッドにプローブカードのプローブ針を接触させ、プローブ針から所定の電圧を印加することにより各チップの導通試験などの電気的試験を行なって個々のチップが基本的な電気特性を有するか否かをテスタを介して試験する装置である。
【０００３】
従来のプローブ装置の場合には、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば複数のプローブ針３１はその基端がプローブカード（図示せず）の中央開口部周縁で合成樹脂等により固定された片持ち構造になっている。そのため、例えば同図（ａ）で示す斜めプローブ針３１により８個のチップＴを同時に検査する場合には、プローブカードの構造上、片持ち構造のプローブ針３１が互いに対向したプローブカードを用いて同図（ｃ）で示すように各チップＴの電極パッドが２列になるように併置し、縦２個、横４個（２×４個）が横長配列されたチップＴを一つのインデックス区域として設定し、後はこのインデックス区域に従って半導体ウエハ上の全チップＴを分割し、分割された各インデックス区域に従ってプローブカードをインデックス送りしながら全チップＴについて検査を行なうようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプローブ装置は上述のようにプローブ針３１が片持ち構造になっているため、例えば８個のチップＴを同時に検査するには図１７（ｃ）で示すように横長配列の２×４個のチップＴを１回のインデックス送り量として全チップＴについて順次検査して行くため、半導体ウエハ上の全てのチップＴを順次検査する場合には、例えば図２（ｂ）に示すように、半導体ウエハＷの右端では１回のプロービングによる検査チップの数が少なく、逆にチップＴのない領域の方が広くなるインデックス区域が多数発生し、これに伴ってインデックス送り回数が増えて検査効率が悪くなってスループットが低下するという課題があった。また、このような片持ち構造のプローブ針３１の場合には、プローブ針３１が斜め針で長くなっているため、プローブカードのインデックス送りを繰り返す間にプローブ針３１が半導体ウエハから繰り返し押圧力を受けたり、場合によってはインデックス送りの際に半導体ウエハ表面の凹凸に引っ掛るなどしてプローブ針３１が無理な力を受けるなどして例えばプローブ針３１Ａが変形し、プローブ針３１Ａが電極パッドＰから位置ずれなどするためプローブカードを取り替えなくてならず、スループットを益々低下させるという課題があった。
【０００５】
そこで、例えば図１８（ｃ）で示すように一つのインデックス区域内でチップＴを縦方向で４個、横方向で２個（４×２個）配列することによりインデックス区域の形状を半導体ウエハの形状に即して極力正方形に近づけるようにすれば、図２（ａ）で示すようにインデックス送りの回数を軽減することができる。ところが、この場合には電極パッドＰが４列になっているため、外側の２列の電極パッドＰとその内側の２列の電極パッドＰ双方に片持ち構造のプローブ針３１を同時に接触させなくてはならない。そのためにはプローブカードの構造を、図１８（ａ）で示すようにプローブ針が内側の電極パッド（図１８（ａ）、（ｂ）では左側の電極パッド）Ｐに接触できるように固定部３０へプローブ針を上下２段に取り付け、しかも上段のプローブ針３１を下段のプローブ針３２より長くしなくてはならない。これでは上段のプローブ針３１の方が下段のプローブ針３２より変形し易く、半導体ウエハによりプローブ針３２に押圧力を繰り返し加える間に例えば上段のプローブ針３２が同図（ｂ）で示すように半導体ウエハ上で上方向に変形してプローブ針３２が電極パッドＰから浮き上がるなどしてプローブカードを取り替えなくてなならず、スループットを益々低下させるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の接触子と複数のチップとを電気的に同時に且つ確実に接触させることができ、インデックス送りの回数を軽減し、検査効率を向上させることができる半導体ウエハのプロービング方法提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の半導体ウエハのプロービング方法は、偶数個ずつ縦横に連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向に４個以上連続する複数のチップに対応する複数の接触子を有するマルチプローブカードを用いて半導体ウエハ上に配列されたチップの電気的特性を検査する際に、コンピュータ上で上記マルチプローブカードを上記半導体ウエハ全面に割り振って上記マルチプローブカードが接触する矩形状のコンタクト領域を自動的に設定する自動設定モードを選択し、上記自動設定モードを用いて上記マルチプローブカードの複数の接触子を複数のチップの電極パッドに対して同時に接触させながら上記半導体ウエハのインデックス送りを順次行って全チップについて上記接触子を接触させる半導体ウエハのプロービング方法であって、上記自動設定モードは、上記マルチプローブカードで同時に検査する領域を一つのインデックス区域として設定するステップと、上記半導体ウエハにおける上記複数のチップそれぞれにＸ、Ｙ座標値を付与するステップと、上記半導体ウエハの全チップのうち、Ｘ座標の最大値と最小値に基づいてＸ軸方向で最長チップ列のチップ数を求めた後、このチップ数と上記インデックス区域のＸ軸方向のチップ数に基づいて上記最長チップ列の全チップを被う上記インデックス区域のＸ軸方向での割り振り数を求め、割り振られた上記インデックス区域が上記最長チップ列からはみ出した部分に対応するチップ数を、上記接触子が接触しない空打ちチップ数として求めるステップと、上記空打ちチップ数を二等分して得られた個数の空打ちチップを、それぞれ上記Ｘ座標で最大値を示すチップと上記最小値を示すチップの外側へ振り分けて配列し、一方の端部にある空打ちチップのＸ座標値を、上記マルチプローブカードのＸ軸方向の接触開始位置として求めるステップと、Ｙ軸方向におけるチップ列についても、上記Ｘ軸方向の接触開始位置と同一手順で上記マルチプローブカードのＹ軸方向の接触開始位置を求めるステップと、上記Ｘ、Ｙ軸方向それぞれの接触開始位置の示すＸ、Ｙ座標値を基準にして上記インデックス区域を上記半導体ウエハ全面に割り振ることにより上記コンタクト領域を設定するステップと、を備え、上記自動設定モードによって設定された上記コンタクト領域内を最初のインデックス区域から最後のインデックス区域までの最短経路に従って上記半導体ウエハをインデックス送りすることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の半導体ウエハのプロービング方法は、請求項１に記載の発明において、上記接触子として配線基板の中央で垂直に保持されたプローブ針を用いることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、半導体ウエハ上に配列されたチップの電気的特性を検査する際に、プローブカードとして偶数個ずつ縦横に連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向に４個以上連続する複数のチップに対応して接触する複数の接触子を有するマルチプローブカードを用いて半導体ウエハの検査を行い際に、コンピュータ上で自動設定モードを選択すると、上記マルチプローブカードが接触する半導体ウエハ全面を含む矩形状のコンタクト領域を自動的に設定すると、その後、このコンタクト領域内を最初のインデックス区域から接触子を接触させて最短経路に従ってインデックス送りすることにより、半導体ウエハ上の全チップを検査することができる。
また、本願発明の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、上記接触子として配線基板の中央で垂直に保持された複数のプローブ針を用いことにより、複数の接触子を半導体ウエハに対してより確実に接触させることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、図１〜図１６に示す実施例に基づいて本発明を説明する。
本発明の半導体ウエハのプロービング方法を用いれば、図１及び図２で示す順序で半導体ウエハ上の全チップを検査することができる。そして、本発明のプロービング方法を実施する場合には、図３、図４に示すプローブカードを好適に用いることができる。
【００１２】
そこでまず、本実施例の半導体ウエハのプロービング方法を説明する前に、本実施例に好適に用いられるプローブカードについて図３、図４を参照しながら説明する。このプローブカード１は、同図に示すように、中央に開口部を有するプリント基板２と、このプリント基板２の中央開口部２Ａを貫通して表面のプリント配線に接続された多数のプローブ針３とを備え、図示しないプローブ装置の固定ヘッドに取り付けられている。プリント基板２の裏面側にはフランジ部４Ａを有するカップ状の中間ブロック４が螺子５によって固定されている。
【００１３】
そして、中間ブロック４のフランジ部４Ａ上面にはプリント基板２の中央開口部２Ａ及び中間ブロック４の上部開口を閉塞する上部ブロック６が螺子７によって固定され、中間ブロック４内に後述する冷却室８を形成している。また、中間ブロック４の下面にはその外径より縮径した肉厚部４Ｂが形成され、この厚肉部４Ｂに多数のプローブ針３をそれぞれ垂直に保持する保持ブロック９が嵌合し、この保持ブロック９は螺子１０により中間ブロック４の下面に固定されている。更に、上部ブロック６、中間ブロック４の底面及び保持ブロック９それぞれの中央には開口部６Ａ、４Ｃ及び９Ａが形成され、これらの開口部６Ａ、４Ｃ、９Ａを多数のプローブ針３が貫通している。
【００１４】
また、プローブ針３は各開口部６Ａ、４Ｃ、９Ａそれぞれに取り付けられたガイドプレート１１、１２、１３により垂直に保持されている。つまり、これらのガイドプレート１１、１２、１３にはプローブ針３の本数に対応した細孔が形成され、これらの細孔によって多数のプローブ針３をプローブカード１の上面からその下面中央へ案内すると共にこれらを垂直に保持するようにしている。更に、これらのプローブ針３は上部ブロック６の開口部６Ａにおいてエポキシ樹脂等の合成樹脂１４により固定され、それぞれの下端が検査すべき複数（例えば８×２個）のチップＴの各電極パッド（図示せず）に同時に接触するように揃えられている。勿論、プローブカード１は、図１に示すように８×２個のチップＴの電極パッドに対応した本数のプローブ針３を有している。そこで、以下の説明ではプローブカード１をマルチプローブカード１と称す。
【００１５】
また、中間ブロック４の側面にはガス供給装置１５から圧縮空気、圧縮窒素等の冷却用ガスを冷却室８内に導く導入配管１６が接続され、また、上部ブロック６の開口部近傍には冷却室８内に導入された冷却用ガスを外部へ導く導出配管１７が接続されている。これにより、ガス供給装置１５から導入配管１６を介してマルチプローブカード１の冷却室８内へ冷却用ガスを導き、冷却室８内でプローブ針３を冷却した後のガスを導出配管１７を介して外部へ排気するようにしている。更に、上部ブロック４の開口部６Ａを熱電対１８が貫通して冷却室８内に達し、この熱電対１８により冷却室８内の温度、つまりプローブ針３の温度を監視するように構成されている。この熱電対１８は配線１９を介して冷却室監視制御装置２０に接続され、熱電対１８で検出した冷却室８内の温度に基づいて冷却室監視制御装置２０から電気信号２１をガス供給装置１５へ送信して冷却用ガスの供給を制御するようにしている。
【００１６】
次に、図１及び図２を参照しながら上記マルチプローブカード１を用いて半導体ウエハＷ上のチップＴの電気的特性を検査する本発明の半導体ウエハのプロービング方法の好ましい実施例について説明する。
【００１７】
即ち、本実施例に用いられるマルチプローブカードは上述のように偶数個ずつ、つまり縦に８個、横に２個連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向（本実施例では縦方向）に８個連続する８×２個のチップＴの各電極パッドに対応する複数の垂直プローブ針３を有している。そして、このマルチプローブカード１を用いて半導体ウエハＷのチップＴを検査する際には、図１に示すようにこのマルチプローブカード１をオリエンテーションフラットＯを縦方向にする。そして、このマルチプローブカード１で検査する８×２個のチップ領域を一つのインデックス区域２２として設定し、次いで、この半導体ウエハＷに対してインデックス区域２２を縦横に敷き詰めて半導体ウエハＷ上の全チップＴを被った場合に形成される最小面積となる領域をコンタクト領域２３として半導体ウエハＷ上に設定する。この場合にコンタクト領域２３はインデックス区域２２を１５敷き詰めて形成されている。その後、コンタクト領域２３内を最初のインデックス区域(1)から最後のインデックス区域(15)までの最短経路として、コンタクト領域２３内の左端上端のインデックス区域２２から右端上端側へ、更にその真下から左端側へと蛇行する方向の各位置に番号を(1)から順番に(15)まで番号を付ける。そして、これらの番号をインデックス送りの送り順序として設定する。尚、これらのインデックス区域２２、コンタクト区域２３及びインデックス送りの順序はいずれも制御装置（図示せず）に登録しておく。
【００１８】
その後、制御装置を介して登録されたインデックス順序に従って半導体ウエハＷの載置台（図示せず）を移動させてながら半導体ウエハＷ上の各インデックス区域２２内の１６個のチップＴの各電極パッドにマルチプローブカード１のプローブ針３を接触させて各インデックス送り毎にチップＴを１６個ずつ同時に検査し、この検査を１５回繰り返すことにより半導体ウエハＷ上の全チップＴに対する検査を終了することができる。
【００１９】
ところが、従来のマルチプローブカードを用いたプロービング方法の場合には、そのプローブカードの構造上、図１（ｂ）に示すように縦２個、横８個の横長形状に配列されたチップＴを同時に検査するマルチプローブカードを用いなければならない。そのため、マルチプローブカードのインデックス送りの回数が同図に示すように２０回となる。しかも従来のプロービング方法では、本実施例に比べて半導体ウエハＷの右半分のインデックス区域２２では検査するチップに当るプローブ針よりも空打ちのプローブ針の方が遥かに多く、検査効率が極めて悪いことが判る。
【００２０】
以上説明したように本実施例によれば、従来のマルチプローブカードを用いたプロービング方法に比べてインデックス送りの回数が５回少なく、その送り回数を２５％削減することができ、それだけ検査効率を高めることができ、検査コストを格段に削減することができる。しかも、本実施例のように垂直プローブ針３を用いることにより任意の配列で複数のチップＴに対してプローブ針３を同時に接触させて検査することができる上に、垂直針の構造上プローブ針３の変形を格段に抑制することができ、プローブ針３の電極パッドからの位置ずれを防止し精度の高い検査を行なうことができ、延いてはプローブ針３の寿命を格段に高めてマルチプローブカード１の交換回数を削減して検査コストを更に削減することができる。
【００２１】
図２（ａ）は本発明の半導体ウエハのプロービング方法を用いて４×２個のチップＴを同時に検査する場合を示す図である。この場合には、２８回のインデックス送りで半導体ウエハＷ上の全チップＴについて検査することができる。これに比べて、従来の方法であれば、同図（ｂ）に示すように３１回のインデックス送り行なわなくてはならない。従って、本実施例によれば、従来に比べてインデックス送りの回数を１０％削減することができる。その他上記実施例と同様の作用効果を期することができる。
【００２２】
さて、以上の説明では１６個または８個のチップＴを同時に検査するマルチプローブカード１を前提にしているが、マルチプローブカード１のマルチ数及び最小のコンタクト領域は最初から判っている訳ではなく、マルチ数及び最小コンタクト領域を設定する際にはコンピュータを利用することにより、マルチ数及び最小コンタクト領域を設定するまでに要する時間を格段に節約できる。コンピュータを利用する場合には、まず、図５のフローチャートに示すように、ウエハサイズ、オリエンテーションフラット（オリフラ）の方向などのウエハ情報及びチップの縦、横（ｘ，ｙ）のサイズ等のチップ情報を入力し（Ｓ１）、次いで、同時に検査できるチップ数（マルチ数）及びそのチップ配列などのマルチプローブカードに関するカード情報を入力する（Ｓ２）。その後、これらの入力データに基づいて半導体ウエハに対するマルチプローブカードのコンタクト領域をコンピュータによって複数回シミュレーションし（Ｓ３）、その結果に基づいて半導体ウエハからはみ出して空打ちする空打ちチップ数及びその空打ちチップの座標をそれぞれ求め（Ｓ４）、その結果をコンピュータに登録し、記憶しておく（Ｓ５）。そして、それぞれの結果に基づいてインデックス送り回数及び空打ちチップ数の良否を判定し（Ｓ６）、最良と思われるプロービング方法を決定し、表示部へ表示する（Ｓ７）。このようにしてコンピュータによりプロービング方法を決定した後、プローブ装置を用いて実際に半導体ウエハＷをプロービングする。
【００２３】
コンピュータによるシミュレーションでマルチプローブカードのコンタクト領域を設定する場合には、後述するように、「自動設定モード」、「最適設定モード」及び「任意設定モード」の３つシミュレーション方法があり、これらのモードはウエハ情報、チップ情報及びカード情報などに基づいてオペレータが適宜選択できるようになっている。本実施例のように半導体ウエハ内にコンタクト領域を納める場合には、後述するように「任意設定モード」を利用してシミュレーションする。そして、「任意設定モード」によりシミュレーションした結果、本実施例のようにマルチ数が１６または８のマルチプローブカード１を用いた場合には、上述した方法が最も効率的に検査できる。尚、以下の図６〜図１６を用いた説明では、図１の（ａ）で示すマルチプローブカード１のコンタクト領域を設定する場合のシミュレーションについて説明する。
【００２４】
本実施例において用いられるコンピュータ５０は、図６に示すように、ウエハ情報、チップ情報、カード情報等のデータを入力する入力手段５１と、この入力手段５１からのウエハ情報及びカード情報に基づいて半導体ウエハ上でマルチプローブカードのインデックス区域を割り振るカード割り振り装置５２と、この割り振り装置５２によってインデックス区域の割り振りを実行するために半導体ウエハ及びチップのイメージ及び数値データを表示する表示手段５３とを備えている。そして、上記割り振り装置５２は、座標演算手段５４、チップ座標記憶部５５、ファイル記憶部５６、カード割り振りモード記憶部５７、メニュー記憶部５８、カード割り振り手段５９及びカード割り振り位置記憶部６０を備えている。そして、入力手段５１は、例えばキーボード５１Ａ、マウス５１Ｂとを備えている。また、表示手段５３は、グラフィック情報などを映し出すＬＣＤやＣＲＴなどの表示部５３Ａと、この表示部５３Ａの表示情報を制御する表示制御部５３Ｂとを備え、入力手段５１の入力に基づいて図１６に示すように表示部５３Ａにより半導体ウエハ及びチップをグラフィック表示すると共にウエハ情報及びカード情報を文字で表示するようにしてある。
【００２５】
上記座標演算手段５４は、入力手段５１から入力された上述のウエハ情報及びチップ情報に基づいてイメージ状の半導体ウエハに四角形のイメージ状のチップを自動的に配列し、各チップに対して位置座標を付与するようにしてある。また、上記チップ座標記憶部５５は、ＲＡＭ等からなり、座標演算手段５４によって求められた各チップ及びそれぞれの座標を互いに関連付けて記憶するようにしてある。そして、チップ座標記憶部５４で記憶された情報は表示制御部５３Ｂを介して表示部５３Ａにウエハマップとして上述のようにグラフィック表示するようにしてある。このウエハマップは例えば図１４（ａ）ですように表示される。また、上記ファイル記憶部５６は、座標演算手段５４に接続されたＲＯＭなどの記憶装置からなり、ここにはウエハ情報、チップ情報及びカード情報など複数の品種に関する各情報が予め登録されている。従って、座標演算手段５４ではファイル記憶部５４の記憶情報を読取り、この情報に基づいて入力手段５１からの情報と同様に上述の演算処理を行ない、その情報に基づいたウエハマップを表示部５３Ａにグラフィック表示するようにしてある。
【００２６】
上記カード割り振りモード記憶部５７は、ＲＯＭなどの記憶装置からなり、例えば、自動割り振りモード、最適割り振りモード及び任意割り振りモードの３種類のモードが予め記憶されており、オペレータが適宜のモードを選択できるようにしてある。ここで、自動割り振りモードとは半導体ウエハの縦横両方向においてマルチプローブカードが均等に、例えば上下左右が略対称にコンタクトするようにコンタクト区域を自動的に割り振るモードである。最適割り振りモードとはウエハ上でマルチプローブカードがコンタクトする回数が最も少なくなるようにコンタクト区域を自動的に割り振るモードである。また、任意割り振りモードとはコンタクト位置をキーボード３１Ａのカーソル移動キーあるいはマウス３１Ｂにより移動させてマルチプローブカードのコンタクト位置を任意に設定できるモードである。
【００２７】
上記メニュー記憶部５８は、コンピュータ５０を動作する上で必要とされる各種の操作メニュー、測定条件設定時に必要とされるマップ初期化、及びカード割り振り時に使用するカード割り振り等のメニューを記憶するようにしてある。メニュー内容は必要に応じて増減できるようになっている。そして、図１６で示すように表示部５３Ａに表示された「マップ初期化」をマウス５２Ｂで選択すると、半導体ウエハ内の全てのチップがテスト対象になり、「カード割り振り」を選択すると、カード割り振りモードが動作するようにしてある。
【００２８】
上記カード割り振り手段５９は、チップ座標記憶部５５の記憶情報、カード割り振りモード記憶部５７の記憶情報、及び入力手段５１からの指令に基づいて半導体ウエハのチップとマルチプローブカードとのコンタクト領域を設定するようにしてある。このカード割り振り手段５９は、図７に示す自動割り振り部６１と、図８に示す最適割り振り部６２と、図９に示す任意割り振り部６３とを有している。
【００２９】
上記自動割り振り部６１は、図７に示すように、表示部５３Ａに表示されたウエハマップ上のＸ軸方向の最小値を求めるＸ軸最小部６４Ａ、Ｘ軸方向の最大値を求めるＸ軸最大値部６４Ｂ、Ｙ軸方向の最小値を求めるＹ軸最小部６５Ａ、Ｙ軸方向の最大値を求めるＹ軸最大値部６５Ｂを有している。Ｘ軸最小値部６４Ａ及びＸ軸最大値部６４ＢにはそれぞれＸ方向はみだし量（Ｘ方向空打ちチップ数）演算部６６Ａがそれぞれ接続され、これらの情報、カード情報のうち、マルチプローブカードのＸ方向のチップ数ＮxよりＸ方向最大幅の列位置においてマルチプローブカードを整数倍に配列した時の端部における空打ちチップ数（ウエハからはみ出し、その部分にチップが存在ると仮定した場合のチップ数）Ｘhを求めるようにしてある。この時の状態は図１４（ｂ）、図１５（ａ）に示されており、図１５（ａ）において上段はＸ方向の最大幅のチップ列を示し、下段は仮定的なカード割り振り位置を示している。Ｘ方向空打ちチップ数演算部６６Ａには左端開始位置決定部６７Ａが接続され、左端開始位置決定部６７ＡはＸ方向空打ちチップ数演算部６６Ａの出力値に基づいてグラフィックウエハの左右（Ｘ方向）から極力均等にカードがはみ出し、左右の空打ちチップ数が極力均等になるように左端開始位置ｘsを求めてカード割り振り位置を決定するようにしてある。この状態を示したものが図１５（ｂ）である。
【００３０】
同様に、Ｙ軸最小値部６５Ａ及びＹ軸最大値部６５ＢにはそれぞれＹ方向空打ちチップ数演算部６６Ｂがそれぞれ接続され、上述の場合と同様にＹ方向の端部における空打ちチップ数Ｙhを求めるようにしてある。Ｙ方向空打ちチップ数演算部６６Ｂには上端開始位置決定部６７Ｂが接続され、上端開始位置決定部６７ＢはＹ方向空打ちチップ数演算部６６Ｂの出力値に基づいてグラフィックウエハの上下（Ｙ方向）から極力均等にカードがはみ出すように上端開始位置ｙsを求めてカード割り振り位置を決定するようにしてある。そして、左端開始位置決定部６７Ａ及び下端開始位置決定部６７Ｂには自動割り振り演算部６８が接続され、この自動割り振り演算部６８は上記各開始位置決定部６７Ａ、６７Ｂからの出力値に基づいてグラフィックウエハの左端及び下端を基準にしてマルチプローブカードの割り振りを自動的に行ない、その結果をカード割り振り記憶部６０で記憶するようにしてある。このようにして割り振りされたカードの配置を示したものが図１４（ｃ）である。
【００３１】
また、上記最適割り振り部６２は、図８に示すように、Ｘ軸最小、最大値部６４Ａ、６４Ｂ及びＹ軸最小、最大値部６５Ａ、６５Ｂにそれぞれ接続されたインクリメント部６９を有する以外は上記自動割り振り部６１と同様に構成されている。この最適割り振り部６２は、グラフィックウエハ上のチップの各行、Ｙ方向にカードを複数行配置する場合にはそれぞれの行の左端及び上端開始位置を決定してカード割り振り位置を求めるようにしてあり、この際に、インクリメント部６９が各行毎あるいは複数行毎に自動割り振りを行なわせるために割り振り対象となる行を示すようにしてある。これにより、マルチプローブカードは最小のコンタクト数、即ち最小のコンタクト区域で全チップに対してコンタクト可能になるようにしてある。このようにして割り振りされたカードの配置を示したものが図１４（ｄ）である。
【００３２】
また、任意割り振り部６３は、図９に示すように、カード基準位置決定部７０を有し、カードの基準位置、例えば８個のチップを同時に検査するマルチプローブカードの場合には、左端のチャネルを基準位置とし、そのチャネルをグラフィックウエハ上のどの座標に位置させるかを図１４の（ｅ）で示すようにマウス５２Ｂにより入力して決定するようにしてある。これにより、カード割り振り位置を半導体ウエハ上の任意に位置に配置することができる。つまり、自動割り振り部６１及び最適割り振り部６２ではカードがグラフィックウエハからはみ出すか否かに関係なくカードを割り振るようにしてあるが、任意割り振り部６３では、オペレータが表示部５３Ａを見ながらグラフィックウエハ内にカードが納まるように任意にコンタクト領域を設定することができる。
【００３３】
上述のようにしてカード割り振り手段５９によって設定されたカード割り振り位置とチップは互いに関連付けて図５に示すカード割り振り位置記憶部６０へ記憶させるようにしてある。また、このカード割り振り位置記憶部６０にはチップの空打ちチップ数及びそれぞれの座標を記憶させるようにしてある。従って、この記憶内容に基づいて表示部５３Ａにはグラフィックウエハ及びチップ上にカード割り振り位置を重ね合わせて例えば図１４の（ｃ）、（ｄ）のように表示すると共に、チップの空打ち数及びそれぞれの座標が表示部５３Ａで判るようにしてある。
【００３４】
次に、上記コンピュータ５０を用いて、図１４の（ａ）〜（ｅ）に示すように４個のチップを同時に検査する場合のマルチプローブカードの割り振りコンタクト領域をシミュレーションする場合について図１０〜図１３を参照しながら説明する。尚、本発明において用いられるマルチプローブカードは複数行、複数列のチップを検査するためのものであるが、図１４の（ａ）〜（ｅ）ではＸ方向に４個、つまり１行４列のチップを同時に検査するように簡素化して示してある。これは、複数行、複数列のマルチプローブカードと半導体ウエハのチップの関係を図示すると表示が煩雑になるためである。図１５の（ａ）、（ｂ）では、２行８列のマルチプローブカードと半導体ウエハ上のチップとの関係をより具体的に示されている。そこで、以下では必要に応じて２行８列のマルチプローブカードと半導体ウエハのチップとの関係を示す図１５の（ａ）、（ｂ）を用いて本実施例を説明する。まず、前述のＳ１、Ｓ２のように入力手段５１を用いてウエハ情報、チップ情報及びカード情報を入力する。すると、この入力情報に基づいて割り振り装置５２の座標演算手段５４はイメージ上のウエハ上にイメージ上のチップを割り振り、その結果を記憶すると共に、そのイメージに合ったウエハ及びチップをグラフィックウエハＧＷ及びグラフィックチップＧＴとして表示部５３Ａに図１６で示すように表示する。その後、オペレータがマウス５２Ｂを操作して前述のシミュレーションを図１０〜図１３に示すように実行する。
【００３５】
その時、表示部５３ＡのグラフィックウエハＧＷの上方の領域には、「自動設定モード」、「最適設定モード」及び「任意設定モード」等のカード割り振りに必要なモード選択用のメニューを表示する（Ｓ１１）。そして、マウス５２Ｂを用いて３種類のカード割り振りモードから所望のモードを表示部５３Ａ上で選択すると、コンピュータ５０ではマウス５２Ｂが押されたか否かを常時判断し（Ｓ１２）、押されていればマウスポインタ７１（図１６参照）が３種類のモードのいずれかを指しているか否かを判断する（Ｓ１３）。これをいずれかのモードが指示されるまで実行する。
【００３６】
例えば、Ｓ１４において自動設定モードを選択した場合には、以下のようにしてシミュレーションを実行する。即ち、カード割り振り手段５９においてグラフィックウエハＧＷの左右方向へ略均等にカードを割り振るようにカードのコンタクト領域（レイアウト）を演算する（Ｓ１５）。演算手順としては、まず、チップ座標記憶部５５の記憶データに基づいてウエハマップの全チップ座標のうち、Ｘ軸方向における最小値Ｘminと最大値Ｘmaxを求め（図１４（ｂ）参照）、これらの差からカード情報のうちプローブカードのＸ方向におけるチップ数Ｎxを用いてＸ方向最大幅となる行位置でカードを割り振った時に、ウエハ端部でどの程度カードがはみだすかその空打ちチップ数Ｘhを計算する。この際、図１５の（ａ）に示すマルチプローブカードと半導体ウエハのチップとの関係を用いて下記の式に基づいて上記計算を行い、その計算結果を図示すると、図１５（ｂ）になる。図１５の（ａ）ではマルチプローブカードのＸ方向のチップ数は８個であるため、Ｎx＝８となる。尚、下記の式においてＸmaxとＸminの差に１を加算しているのは、座標（０，０）のチップを加えるためである。この計算を実行した後Ｓ１６へ移る。但し、下記式において、Ｑは割算の商を表わし、Ｒはその余りを表わす。
｛（Ｘmax−Ｘmin）＋１｝／Ｎx＝Ｑ・・・・・・Ｒ
空打ちチップ数Ｘh＝Ｎx−Ｒ
これを具体的な数値を代入して計算すると次のようになる。
｛（１２−（−１２）＋１｝／８＝３・・・・・・１
空打ちチップ数Ｘh＝８−１＝７
【００３７】
Ｓ１６では、Ｘ軸方向におけるカードレイアウト時の左端開始位置ｘsを下記の式に基づいて計算する。下記式は、Ｘ方向にカードをレイアウトした時に、ウエハの両端からのはみだし量、つまり空打ちチップ数が略等しくなるように設定するためである。但し、下記式において、［Ｘh／２］は切り捨てを行なった整数を表わす。
ｘs＝Ｘmin−［Ｘh／２］
これに具体的に数値を代入して計算すると例えば図１５の（ｂ）のようになる。
ｘs＝−１２−［７／２］＝−１５
即ち、座標（−１５，０）がカードレイアウトの開始位置になり、ウエハの左端からはチップ３個分の長さがはみ出し、右端からはチップ４個分の長さがはみ出す。尚、ここではレイアウトを左側から開始したが、右側から開始しても良い。
【００３８】
同様にしてＳ１７ではＳ１５、Ｓ１６で実行した内容をＹ方向について実行し、Ｙ軸の上端開始位置ｙsを求める。このようにしてウエハマップ上の開始座標（ｘs，ｙs）を求めたら、この座標（ｘs，ｙs）にプローブカードの左上部（ここではＹ方向が２列あるから、左端上側のチャネル）を配置し、ウエハマップ上の開始座標を基準にしてＸ方向（行方向）及びＹ方向（列方向）にカードを割り振ってカードをウエハマップ上に敷き詰め、その結果を表示部５３Ａにコンタクト領域として表示する（Ｓ１８）。この状態をＸ方向に４個のチップを同時に検査するマルチプローブカードのインデックス区域を割り振って簡素化して示したものが図１４の（ｃ）である。ここで求められた結果は、カード割り振り位置記憶部６０で記憶し（Ｓ１９）、最終的にはファイル記憶部５６で記憶する（Ｓ２０）。
【００３９】
次に、最適設定モードについて説明する。このモードではプローブカード１のコンタクト回数、つまりインデックス送り回数が最も少なくなるようにカード割り振り位置を自動的にレイアウトする。それにはまず、Ｓ１４に戻り、このステップでＮＯとなって図１２に示すＳ２１で「最適設定モード」を選択すると、ウエハマップ上における割り振り対象となるチップの行位置を示すインクリメント部６９の記憶内容を「０」にセットし（Ｓ２２）、次いで、この記憶内容ｉを「１」だけ増やす（Ｓ２３）。
【００４０】
次に、ウエハマップ上の第ｉ行目（ここでは１行目）において最適なカードのレイアウトを行なってコンタクト領域を設定する。この場合、カードレイアウト時の座標計算は、図１０で示したＳ１５、図１１で示したＳ１６、Ｓ１７の各ステップを第１行目に関してのみ行ない、左端開始位置を求める（Ｓ２４）。その後、この左端開始位置を基準にして第１行目のカードレイアウトを決定し、それを表示部５３Ａに表示する（Ｓ２５）。更に、第ｉ行目は、ウエハマップの最終行であるか否かを判断し（Ｓ２６）、最終行でなければＳ２３に戻り、インクリメント部６９の内容ｉを１つ増加し、同様な演算を繰り返す。チップの最終行まで演算してカードのレイアウトを行なったら、図１１のＳ１９へ移り、レイアウトされた各カードのコンタクト領域を記憶する。この時、表示部５３Ａでは図１４の（ｄ）を表示し、カードのインデックス送り回数が最も少ないカードの割り振りを決定する。
【００４１】
最後に、「任意設定モード」を選択した場合について説明する。この任意設定モードではオペレータが任意の位置にカードを割り振ってコンタクト領域を設定することができる。それにはまず、図１２に戻り、このステップで図１３示すＳ２７で「任意設定」を選択すると、マウス釦が常時押されているか否かを判断し（Ｓ２８、Ｓ２９）、マウス釦が離れた場合には、その時のマウスポインタ７１が位置するチップ座標（ｘn，ｙn）にカードレイアウトの左上端を位置させて１つのレイアウトを表示する（Ｓ３０）。そして、そのマウスポインタ７１のチップ座標を記憶する（Ｓ３２）。次に、カードレイアウトがウエハマップの全てを埋めたか否かを判断し（Ｓ３３）、埋めていない場合には終了メニューを選択したか否かを判断する（Ｓ３４）。終了メニューを選択していない場合には再度Ｓ２８に戻り、次に指示を待って上述の動作を繰り返す。カードレイアウトを行なっている途中のレイアウトは表示部５３Ａに図１４の（ｅ）のように表示する。このようにしてカードレイアウトがウエハマップの全てを埋めた場合、あるいは終了メニューを選択した場合には図１１のＳ１９に戻り、その時のカードレイアウト位置を記憶してファイル化する。
【００４２】
本実施例のプロービング方法におけるコンタクト領域２３を求める場合には、３種類のモードのいずれを利用しても良い。マルチプローブカード１のマルチ数及び配列が決まっていれば、最適設定モードを利用すれば短時間で最小のコンタクト領域２３を求めることができる。しかし、その最小コンタクト領域２３が全て最小の空打ちチップ数であるとは限らない。従って、コンタクト領域２３及び空打ちチップ数が共に最も小さいコンタクト領域２３を設定するには、３つのモードを利用し、それぞれの結果に基づいてオペレータが判定する。また、この判定をコンピュータ５０によって行なうこともできる。その場合には、判定用ソフトを組み込み、最適条件になる種々の条件を入力しておけば良い。
【００４３】
また、上述のコンピュータ５０を用いることによりマルチプローブカードのマルチ数及びレイアウトを設計することができる。それには、検査対象となる種々の半導体ウエハをファイル記憶部に予め登録しておき、それぞれの半導体ウエハについて種々のカード情報を入力し、得られた結果に基づいて最も効率の良いマルチプローブカードを選択すれば、最適なマルチプローブカードを得ることができる。
【００４４】
尚、上記各実施例では、８×２個のチップＴ及び４×２個のチップＴを同時に検査する場合について本発明を説明したが、マルチプローブカードとして偶数個ずつ縦横に連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向に４個以上連続する複数のチップに対応する複数の接触子を有するマルチプローブカードを用い、このマルチプローブカードで検査する複数のチップ領域を一つのインデックス区域として設定し、次いで、このインデックス区域を縦横に敷き詰めて半導体ウエハ上の全チップを被った場合に形成される最小面積となる領域をコンタクト領域として半導体ウエハ上に設定した後、このコンタクト領域内を所定のインデックス区域から最後のインデックス区域までの最短経路に従ってマルチプローブカードをインデックス送りするような方法であれば、全て本発明に包含される。また、コンピュータを利用してＣＲＴ、ＬＣＤなどの表示部にウエハ、チップを映し出し、そのウエハ上でコンタクト領域を設計する場合も本発明に包含される。また、上記実施例では垂直プローブカードをマルチプローブカードの接触子として用いたものについて説明したが、本発明を実施する場合にはメンブレンカードを用いることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載に発明によれば、プローブカードとして偶数個ずつ縦横に連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向に４個以上連続する複数のチップに対応する複数の接触子を有するマルチプローブカードを用いて半導体ウエハ上に配列されたチップの電気的特性を検査する際に、コンピュータ上で上記マルチプローブカードを上記半導体ウエハ全面に割り振って上記マルチプローブカードが接触する矩形状のコンタクト領域を自動的に設定する自動設定モードを選択し、上記自動設定モードを用いて上記マルチプローブカードの複数の接触子を複数のチップの電極パッドに対して同時に接触させながら上記半導体ウエハのインデックス送りを順次行って全チップについて上記接触子を接触させる半導体ウエハのプロービング方法であって、上記自動設定モードは、上記マルチプローブカードで同時に検査する領域を一つのインデックス区域として設定するステップと、上記半導体ウエハにおける上記複数のチップそれぞれにＸ、Ｙ座標値を付与するステップと、上記半導体ウエハの全チップのうち、Ｘ座標の最大値と最小値に基づいてＸ軸方向で最長チップ列のチップ数を求めた後、このチップ数と上記インデックス区域のＸ軸方向のチップ数に基づいて上記最長チップ列の全チップを被う上記インデックス区域のＸ軸方向での割り振り数を求め、割り振られた上記インデックス区域が上記最長チップ列からはみ出した部分に対応するチップ数を、上記接触子が接触しない空打ちチップ数として求めるステップと、上記空打ちチップ数を二等分して得られた個数の空打ちチップを、それぞれ上記Ｘ座標で最大値を示すチップと上記最小値を示すチップの外側へ振り分けて配列し、一方の端部にある空打ちチップのＸ座標値を、上記マルチプローブカードのＸ軸方向の接触開始位置として求めるステップと、Ｙ軸方向におけるチップ列についても、上記Ｘ軸方向の接触開始位置と同一手順で上記マルチプローブカードのＹ軸方向の接触開始位置を求めるステップと、上記Ｘ、Ｙ軸方向それぞれの接触開始位置の示すＸ、Ｙ座標値を基準にして上記インデックス区域を上記半導体ウエハ全面に割り振ることにより上記コンタクト領域を設定するステップと、を備え、上記自動設定モードによって設定された上記コンタクト領域内を最初のインデックス区域から最後のインデックス区域までの最短経路に従って上記半導体ウエハをインデックス送りするため、コンピュータ上で自動設定モードを用いることでマルチプローブカードのコンタクト領域を矩形状に設定して、インデックス区域に偶数個ずつ縦横に連続し且つ縦横の少なくともいずれか一つの方向に４個以上連続する複数のチップが配列されていてもインデックス区域内の全チップに接触子が確実に接触し、検査効率を向上させる半導体ウエハのプロービング方法を提供することができる。
また、本発明の請求項２に記載に発明によれば、請求項１に記載の発明において、上記接触子として配線基板の中央で垂直に保持されたプローブ針を用いるため、複数のプローブ針をインデックス区域内にある複数のチップに対して垂直に同時に接触させることができ、複数のプローブ針と複数のチップとを確実に電気的に接続することができる半導体ウエハのプロービング方法を提供することができる。
【００４７】
また、本発明の請求項２に記載に発明によれば、請求項１に記載の発明において、上記インデックス区域として、上記複数のチップによって極力正方形に近い領域を設定するため、インデックス送りの回数を更にすくなくすることができる半導体ウエハのプロービング方法を提供することができる。
また、本発明の請求項３に記載に発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記垂直に接触する接触子として配線基板の中央で垂直に保持されたプローブ針を用いるため、複数のプローブ針をインデックス区域内にある複数のチップに対して垂直に同時に接触させることができ、複数のプローブ針と複数のチップとを確実に電気的に接続することができる半導体ウエハのプロービング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  半導体ウエハ上のチップを１６個ずつ同時に検査する方法を示す図で、同図（ａ）は本発明の半導体ウエハのプロービング方法の一実施例により半導体ウエハのチップの検査順序を示す平面図、同図（ｂ）は従来の半導体ウエハのプロービング方法により半導体ウエハのチップの検査順序を示す平面図である。
【図２】  半導体ウエハ上のチップを８個ずつ同時に検査する方法を示す図で、同図（ａ）は本発明の半導体ウエハのプロービング方法の一実施例により半導体ウエハのチップの検査順序を示す平面図、同図（ｂ）は従来の半導体ウエハのプロービング方法により半導体ウエハのチップの検査順序を示す平面図である。
【図３】  本発明の半導体ウエハのプロービング方法に好適に用いられるプローブ装置のプローブカードを示す斜視図である。
【図４】  図３に示すプローブカードを示す断面図である。
【図５】  本発明の半導体ウエハのプロービング方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図６】  本発明の半導体ウエハのプロービング方法を実施する際に用いられるコンピュータの要部を示すブロック図である。
【図７】  図６に示すコンピュータの自動割り振り部を示すブロック図である。
【図８】  図６に示すコンピュータの最適割り振り部を示すブロック図である。
【図９】  図６に示すコンピュータの任意割り振り部を示すブロック図である。
【図１０】  マルチプローブカードの割り振り時のフローを示すフローチャートである。
【図１１】  マルチプローブカードの割り振り時のフローを示すフローチャートである。
【図１２】  マルチプローブカードの割り振り時のフローを示すフローチャートである。
【図１３】  マルチプローブカードの割り振り時のフローを示すフローチャートである。
【図１４】  （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はいずれもマルチプローブカードの割り振り時の表示部のグラフィック表示を示す図である。
【図１５】  （ａ）、（ｂ）はマルチプローブカードの割り振り時の演算過程の一部を示す模式図である。
【図１６】  表示部の初期画面を示す図である。
【図１７】  従来のプローブカードのプローブ針の一部と、このプローブカードによって検査するチップの配列を示す図で、同図（ａ）は正常な状態のプローブ針の一部を示す斜視図、同図（ｂ）は変形した状態のプローブ針を示す同図（ａ）相当図、同図（ｃ）は同図（ａ）のプローブ針で検査するチップの配列を示す平面図である。
【図１８】  従来の他のプローブカードのプローブ針の一部と、このプローブカードによって検査するチップの配列を示す図で、同図（ａ）は正常な状態のプローブ針の一部を示す斜視図、同図（ｂ）は変形した状態のプローブ針を示す同図（ａ）相当図、同図（ｃ）は同図（ａ）のプローブ針で検査するチップの配列を示す平面図である。
【符号の説明】
１    プローブカード
３    垂直プローブ針（接触子）
２２    インデックス区域
２３    コンタクト領域
５０    コンピュータ
５１    入力手段
５３Ａ  表示部
Ｗ    半導体ウエハ
Ｔ    チップ
ＧＷ    グラフィックウエハ
ＧＴ    グラフィックチップ
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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