JP2008177231A - オートプローブ検査方法及びオートプローブ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オートセットアップ式プローブ装置において、検査後の人手の介入を極力排除できるようにする。
【解決手段】電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行ない、測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する。判定結果が判定値から外れた異常値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する。続いて、撮影した画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定し、判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、電極パッドに対するプローブ針の接触位置を補正した後、プローブ検査工程から繰り返す。
【選択図】図２

Description

本発明は、オートプローブ検査方法及びオートプローブ検査装置に関し、特に半導体ウエハ又は液晶ディスプレイ用基板等からなる被検査体のプローブ検査を自動的に行なうオートプローブ検査方法及びそれを用いたオートプローブ検査装置に関する。

被検査体である、例えば半導体ウエハの主面上には、所定の間隔で規則的に配列された複数の被検査モジュールである、例えば半導体チップが形成されており、各半導体チップには複数の電極パッドが配置されている。半導体チップごとに分割される前に行なうプローブ検査には、プローブ針をウエハの状態で各電極パッドに接触させることが可能なプローブ装置を用いる。この種のプローブ装置は、検査工程の効率化のために各種の自動化が進められている。特に、ウエハの大径化により検査対象となる半導体チップが増加するのに伴い、完全無人化への要求が強くなってきている。

完全無人化への課題の１つに、半導体チップの高密度化及び高集積化により、電極パッド同士の間隔が小さくなることにより、電極パッドに対するプローブ針の接触不良が発生しやすくなってきていることが挙げられる。さらに、低温状態又は高温状態で実施されるプローブ検査の場合には、プローブ針の収縮又は膨張によるプローブ針の接触不良が発生することが問題となっている。このようなプローブ針の接触不良に関しては、以下のような対策が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

以下、図５を参照しながら、特許文献１に示されたオートプローブ検査方法について説明する。

オートセットアップ式プローブ装置を用いて、被検査体を一枚ずつウエハ載置台に自動的に載置して位置合わせをし、被検査体上に配列する電極パッドにプローブ針を接触させてプローブ検査を行なう。続いて、少なくとも最初の半導体チップのプローブ検査時に電極パッドに生じた針跡を光学的に検出して、その針跡が電極パッドの許容範囲内にあるか否かを検査する。針跡の検査結果が、許容範囲内にある場合は、そのまま２番目以降の半導体チップの検査を実行し、針跡の検査結果が許容範囲内にない場合は、警報を出してプローブ検査の進行を停止する。

このような方法で、プローブ検査結果の出力前のプローブ針の接触不良の回避は可能である。
特開平７−１４７３０４号公報

しかしながら、前記従来のプローブ検査方法は、プローブ検査を実行する前に電極パッドとプローブ針とのアライメントが正確に行なわれたとしても、プローブ装置の温度変化によるウエハ又はプローブ針の熱膨張若しくは熱収縮による変動並びに検査を連続して実行する際の針先への異物の付着及び針先の磨耗が生じる。さらには、自動アライメントの誤認識によるウエハの位置又はプローブ針の接触位置等の変動により、電極パッドに対するプローブ針の接触不良が発生して、正常な検査結果を得られないという問題がある。

また、従来は、プローブ検査が完了した後に、検査値に異常が生じている場合には、被検査体を顕微鏡を用いて人手により検査する必要があり、多大な工数が生じるという問題もある。

前記に鑑み、本発明は、人手を極力排除してプローブ検査の自動化を実現できるようにすることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、オートプローブ検査方法を、プローブ検査による検査結果が正常値か否かを判定し、正常値でない場合は、接触された電極パッドに対して針跡を画像として保存することにより、プローブ検査終了後の人手（顕微鏡）による針跡確認作業を省略できる構成とする。

また、プローブ針の接触位置、被検査体の座標位置又はプローブカードの座標位置を補正した後、再度プローブ検査を行なうことにより、人手が不要な構成とする。

具体的に、本発明に係る第１のオートプローブ検査方法は、オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する第３工程と、第３工程で撮影した画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する第４工程と、第４工程における判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、電極パッドに対するプローブ針の接触位置を補正した後、第１工程から繰り返す第５工程と、第４工程における判定結果が許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とする。

第１のオートプローブ検査方法によると、第４工程における判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、電極パッドに対するプローブ針の接触位置を補正した後、第１工程のプローブ検査から繰り返すため、人手を介することなく、プローブ検査の自動化を実現することができる。

第１のオートプローブ検査方法は、第４工程と第５工程との間に、プローブ針に気体を吹き付けることにより、プローブ針を清浄にするブロークリーニング工程をさらに備えていることが好ましい。

また、第１のオートプローブ検査方法は、第４工程と第５工程との間に、プローブ針を研磨することにより、プローブ針を清浄にする研磨クリーニング工程をさらに備えていることが好ましい。

本発明に係る第２のオートプローブ検査方法は、オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、被検査体の座標位置を測定して記録する第３工程と、第３工程で記録した被検査体の座標位置とあらかじめ用意された正常な被検査体の座標位置とを比較して判定する第４工程と、第４工程における判定結果が正常な被検査体の座標位置の許容範囲から外れた場合に、被検査体の座標位置を補正した後、第１工程から繰り返す第５工程と、第４工程における判定結果が許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とする。

第２のオートプローブ検査方法によると、第４工程における判定結果が正常な被検査体の座標位置の許容範囲から外れた場合に、被検査体の座標位置を補正した後、第１工程から繰り返すため、人手を介することなく、プローブ検査の自動化を実現することができる。

本発明に係る第３のオートプローブ検査方法は、オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、プローブカードの座標位置を測定して記録する第３工程と、第３工程で記録したプローブカードの座標位置とあらかじめ用意された正常なプローブカードの座標位置とを比較して判定する第４工程と、第４工程における判定結果が正常なプローブカードの座標位置の許容範囲から外れた場合に、プローブカードの座標位置を補正した後、第１工程から繰り返す第５工程と、第４工程における判定結果が許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とする。

第３のオートプローブ検査方法によると、第４工程における判定結果が正常なプローブカードの座標位置の許容範囲から外れた場合に、プローブカードの座標位置を補正した後、第１工程から繰り返すため、人手を介することなく、プローブ検査の自動化を実現することができる。

第１〜第３のオートプローブ検査方法において、第１工程において、複数の被検査モジュールの少なくとも２つに対してプローブ検査を行ない、第２工程において、少なくとも２つの被検査モジュールに対して、あらかじめ設定した判定値と比較して判定し、第３工程において、第２工程における判定結果が少なくとも２つの被検査モジュールにおいて判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに残された針跡を撮影してその画像を記録することが好ましい。

本発明に係る第４のオートプローブ検査方法は、オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録した後、他の被検査モジュールに移行して第１工程から繰り返す第３工程と、第２工程における判定結果が正常検査値である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、第１工程から繰り返す第４工程とを備えていることを特徴とする。

第４のオートプローブ検査方法によると、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録した後、他の被検査モジュールに移行する。このため、プローブ検査の終了後に、異常検査値を示した針跡を記録された画像を確認するだけで、顕微鏡による針跡の確認が不要となるので、人手を介した針跡の確認に要する工数を大幅に短縮することができる。

本発明に係る第５のオートプローブ検査方法は、オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する第３工程と、第３工程で撮影した画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する第４工程と、第４工程における判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、警報を発してプローブ検査の進行を停止する第５工程と、第４工程における判定結果が許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とする。

第５のオートプローブ検査方法によると、第２工程における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する。その後、記録された画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定し、判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、警報を発してプローブ検査の進行を停止する。このため、異常検査値を示した針跡を記録された画像を確認するだけで、顕微鏡による針跡の確認が不要となるので、針跡の確認に要する工数を大幅に短縮することができる。

本発明に係る第１のオートプローブ検査装置は、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、検査値比較手段における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する画像記録手段と、画像記録手段により撮影された画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する画像比較判定手段と、画像比較判定手段における判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、電極パッドに対するプローブ針の接触位置を補正する接触位置補正手段とを備えていることを特徴とする。

第１のオートプローブ検査装置によると、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影した画像と正常な画像とを比較して判定する画像比較判定手段における判定結果が、正常な画像の許容範囲から外れた場合に、電極パッドに対するプローブ針の接触位置を補正する接触位置補正手段を備えているため、接触位置補正手段により電極パッドにおけるプローブ針の接触位置を補正した後、検査手段により再度プローブ検査を行なうと、人手を介することなく、プローブ検査の自動化を実現することができる。

第１のオートプローブ検査装置は、プローブ針に気体を吹き付けることにより、プローブ針を清浄にするブロー手段をさらに備えていることが好ましい。

また、第１のオートプローブ検査装置は、プローブ針を研磨することにより、プローブ針を清浄にする針先研磨手段をさらに備えていることが好ましい。

本発明に係る第２のオートプローブ検査装置は、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、検査値比較手段における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、被検査体の座標位置を測定して記録する座標位置記録手段と、座標位置記録手段により記録された被検査体の座標位置とあらかじめ用意された正常な被検査体の座標位置とを比較して判定する座標位置比較判定手段と、座標位置比較判定手段における判定結果が正常な被検査体の座標位置の許容範囲から外れた場合に、被検査体の座標位置を補正する座標位置補正手段とを備えていることを特徴とする。

第２のオートプローブ検査装置によると、被検査体の座標位置と正常な被検査体の座標位置とを比較して判定する座標位置比較判定手段における判定結果が、正常な被検査体の座標位置の許容範囲から外れた場合に、被検査体の座標位置を補正する座標位置補正手段を備えているため、座標位置補正手段により被検査体の座標位置を補正した後、検査手段により再度プローブ検査を行なうと、人手を介することなく、プローブ検査の自動化を実現することができる。

本発明に係る第３のオートプローブ検査装置は、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、検査値比較手段における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、プローブカードの座標位置を測定して記録する座標位置記録手段と、座標位置記録手段により記録されたプローブカードの座標位置とあらかじめ用意された正常なプローブカードの座標位置とを比較して判定する座標位置比較判定手段と、座標位置比較判定手段における判定結果が正常なプローブカードの座標位置の許容範囲から外れた場合に、プローブカードの座標位置を補正する座標位置補正手段とを備えている。

第３のオートプローブ検査装置によると、プローブカードの座標位置と正常なプローブカードの座標位置とを比較して判定する座標位置比較判定手段における判定結果が、正常なプローブカードの座標位置の許容範囲から外れた場合に、プローブカードの座標位置を補正する座標位置補正手段を備えているため、座標位置補正手段によりプローブカードの座標位置を補正した後、検査手段により再度プローブ検査を行なうと、人手を介することなく、プローブ検査の自動化を実現することができる。

本発明に係る第４のオートプローブ検査装置は、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置を対象とし、電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、検査値比較手段における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する画像記録手段と、画像記録手段第により撮影された画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する画像比較判定手段と、画像比較判定手段における判定結果が正常な画像の許容範囲から外れた場合に、警報を発してプローブ検査の進行を停止する検査停止手段とを備えていることを特徴とする。

第４のオートプローブ検査装置によると、検査値比較手段における判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合に、電極パッドに形成されたプローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する画像記録手段を備えている。このため、異常検査値を示した針跡を記録された画像を確認するだけで、顕微鏡による針跡の確認が不要となるので、針跡の確認に要する工数を大幅に短縮することができる。

本発明に係るオートプローブ検査方法及びオートプローブ検査装置によると、顕微鏡等による針跡の確認が不要となるため、人手の介入を削減することができる。

また、プローブ針等の位置を自動的に補正する場合には、プローブ検査の自動化を実現することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係るオートセットアップ式のウエハプローブ検査装置の模式的な正面構成を示している。図１に示すように、検査装置本体１０には、被検査体であるウエハ２０を載置し且つ移動可能に設けられたウエハ載置台１と、該ウエハ載置台１上に載置されたウエハ２０の主面と対向する位置に保持されたプローブ針（プローブカード）２と、該プローブ針２の上方に保持されたカメラ３と、該カメラ３により撮影された画像を処理する画像処理部４と、画像等のデータを表示するモニタ５とを有している。なお、図示はしていないが、検査装置本体１０には、画像処理部４に加え、少なくともプローブ検査に必要なソフトウエア（検査プログラム）を実行する演算処理部を有している。

以下、上記のように構成されたウエハプローブ装置による検査方法を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。

図２に示すように、まず、工程Ａにおいて、ウエハ載置台にウエハ２０を自動的に載置する。ここで、ウエハ２０の主面には、被検査モジュールである複数の半導体集積回路がチップ形成領域ごとに行列（アレイ）状に形成されており、各半導体集積回路には検査用のパッド電極が形成されている。

次に、工程Ｂにおいて、載置されたウエハ２０とプローブ針２との位置合わせ（アライメント）を行なう。

次に、工程Ｃにおいて、プローブ針２０を、あらかじめ設定されたオーバードライブ量で自動的に電極パッドに接触させ、検査プログラムで指定された測定条件で１モジュール分（１チップ分）の電気的特性の検査を行なう。

次に、工程Ｄにおいて、１チップ分の検査結果を記録媒体に記録する。

次に、工程Ｅにおいて、記録された１チップ分の検査結果と、あらかじめ設定された電気的特性の判定値（設計値）とを演算処理により比較して判定する。このとき、判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合には、次の工程Ｇにおいて、カメラ３により、電極パッドの針跡を該電極パッド全体を含む範囲で撮影してその画像を記録媒体等に記録する。なお、電極パッドの撮影範囲は、検査に使用された電極パッドのみであってもよく、また、検査に使用された電極パッドと隣接する他のチップに含まれる電極パッドを含んでいてもよい。また、プローブ針２が接触した全電極パッドであってもよく、また、検査のモード（断線又は短絡等）と対応する電極パッドを登録しておき、登録された電極パッドのみを撮影してもよい。

また、判定結果が判定値を満たす正常検査値である場合には、工程Ｆにおいて、次の検査モジュール（チップ形成領域）に移動する。すなわち、工程Ｂから繰り返す。

次に、工程Ｇに続く工程Ｈにおいて、撮影された電極パッドの針跡と、あらかじめ登録され、且つすべての針跡が各電極パッドに収まった正常な状態を示す針跡サンプルａとを画像処理部４で比較して、検査に使用された電極パッドの針跡が正常か否かを判定する。ここで、針跡の判定方法は、該針跡の電極パッドの周辺部へのはみ出し量であってもよく、また、針跡の面積の電極パッドの面積に対する割合であってもよい。

次に、工程Ｈにおいて、撮影された電極パッドの針跡が異常であると判定された場合は、正常の針跡サンプルａと同等となるようにプローブ針２の位置を補正する。その後、工程Ｕの再検査に移り、すなわち工程Ｃに戻る。

また、工程Ｈにおいて、撮影された針跡が正常である場合は、次の工程Ｋにおいて、プローブ針２の針先をカメラ３で撮影して記録する。

次に、工程Ｌにおいて、撮影した針先の形状と、あらかじめ登録され針先の汚れ及び曲がり等がない正常な針先サンプルｂとを画像処理部４により比較して、針先の形状が正常であるか否かの判定を行なう。この判定により、プローブ針２の針先の形状が針先サンプルｂと一致せず、異常である場合は、次の工程Ｍにおいて、ウエハプローブ検査装置に設けられた窒素ブロー装置（図示せず）を用いて、所定の時間だけプローブ針２の針先に窒素（Ｎ_２）ガスを噴射することにより、プローブ針２の針先に付着したゴミを除去する。

次に、工程Ｎにおいて、窒素ブローの後に、カメラ３で再度プローブ針２の針先を撮影する。その後、工程Ｏにおいて、正常の針先サンプルｂと比較して、針先の形状が正常と判定された場合には、工程Ｕの再検査に移る。逆に、工程Ｏにおいて、針先の形状が異常と判定された場合には、次の工程Ｐにおいて、ウエハプローブ検査装置に設けられた針先研磨機（図示せず）を用いて、プローブ針２の針先を研磨する。

次に、工程Ｑにおいて、研磨された針先と正常の針先サンプルｂとを画像処理により比較してその形状の正否を判定する。研磨された針先が正常と判定された場合は、工程Ｕの再検査に移る。逆に、研磨された針先が異常と判定された場合は、プローブ針２に曲がり等が生じているおそれがあるため、工程Ｖに移行して検査を停止する。

一方、工程Ｌにおいて、撮影された針先が正常と判定された場合には、次の工程Ｒにおいて、ウエハ載置台１上におけるウエハの位置（Ｘ座標、Ｙ座標及びローテーション（θ））、ウエハ載置台１の高さ並びにプローブ針（プローブカード）２の位置（Ｘ座標、Ｙ座標及びローテーション（θ））を測定し、さらに測定したデータを保存する。

次に、工程Ｓにおいて、測定したデータとあらかじめ設定された規格値とを演算処理により比較してその正否を判定する。このとき、ウエハ等の位置が規格値を満たすと判定された場合は、検査異常の原因が現段階では不明であるため、次の工程Ｖに移行して検査を停止する。なお、このように、プローブ検査の結果が異常で、且つ、針跡、針先並びにウエハ２０の位置及びプローブカード２の位置がすべて正常と判断された場合は、検査対象である半導体集積回路の異常である可能性もあるため、次のチップ形成領域のプローブ検査を行ない、その検査結果が連続して異常と判定された場合に、検査を停止してもよい。さらには、互いに隣接するチップ形成領域の場合、ウエハ上の特定箇所に起因して異常が発生していることも考えられるため、例えば、チップ形成領域を少なくとも１つ、例えば５つ分だけスキップするように設定した検査プログラムを用いてプローブ検査を行なうことも効率上好ましい。また、検査結果の判定を１つのチップ形成領域で判定せず、２つ以上の連続した検査対象における検査結果を記録して、連続した検査結果が正常であるか否かを判定してもよい。

また、工程Ｓにおいて、ウエハ等の位置が規格値を満たさないと判定された場合は、次の工程Ｔにおいて、規格値を満たさないウエハ２０又はプローブカード２の位置を補正して、工程Ｕの再検査に移る。

以上説明したように、第１の実施形態によると、プローブ針２のパッド電極に対する接触位置を検査中に自動的に補正できるため、検査終了後に検査結果を確認し、さらに針跡の異常を顕微鏡等により確認した後、再度プローブ検査を行なうという手間が不要となる従って、プローブ検査の完全自動化及び無人化を実現でき、プローブ検査の効率を大幅に向上することができる。

また、プローブ針２の針先が異常と判定された後に、工程Ｍにおいて、窒素ブロー装置を用いて針先のクリーニングを行なうため、針先の付着物を検査中に除去できるので、付着物がウエハ２０の上に落下することを防止できる。

また、針先が異常と判定された後に、工程Ｐにおいて、針先研磨機を用いて針先の研磨を行なうため、異常発生時に針先を正常な形状に修正できるので、針先の異常によって生じる電極パッドの針跡異常を最小限に留めることができる。

また、工程Ｒにおいて、被検査体（ウエハ２０）の座標位置又はプローブカード２の座標位置が許容範囲を満たさないと判定された後に、これらを許容範囲に入る正常位置に補正して、プローブ検査を継続する。このため、検査終了後にプローブ検査を別途行なうという余分な工数が発生しなくなるので、プローブ検査を効率的に行なえるようになる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る、オートセットアップ式のウエハプローブ検査装置を用いた検査方法を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、第２の実施形態に係るウエハプローブ検査装置は図１に示した装置と同等である。

図３に示すように、まず、工程Ａにおいて、ウエハ載置台にウエハ２０を自動的に載置する。ここで、ウエハ２０の主面には、被検査モジュールである複数の半導体集積回路がチップ形成領域ごとにアレイ状に形成されており、各半導体集積回路には検査用のパッド電極が形成されている。

次に、工程Ｂにおいて、載置されたウエハ２０とプローブ針２との位置合わせ（アライメント）を行なう。

次に、工程Ｃにおいて、プローブ針２０を、あらかじめ設定されたオーバードライブ量で自動的に電極パッドに接触させ、検査プログラムで指定された測定条件で１モジュール分（１チップ分）の電気的特性の検査を行なう。

次に、工程Ｄにおいて、１チップ分の検査結果を記録媒体に記録する。

次に、工程Ｅにおいて、記録された１チップ分の検査結果と、あらかじめ設定された電気的特性の判定値（設計値）とを演算処理により比較して判定する。このとき、判定結果が判定値を満たす正常検査値である場合には、工程Ｆに移行して、次の検査モジュール（チップ形成領域）に移動して、工程Ｂから繰り返す。

また、判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合には、次の工程Ｇにおいて、カメラ３により、電極パッドの針跡を該電極パッド全体を含む範囲で撮影してその画像を記録媒体等に記録する。続いて、画像を記録した後、工程Ｆにより次の検査モジュール（チップ形成領域）に移動して、工程Ｂから繰り返す。

第２の実施形態によると、１チップ分のプローブ検査を行なった後で、検査結果が異常と判定された場合に、電極パッドに付された針跡を画像として記録する。これにより、プローブ検査の終了後に行なう検査結果の確認処理時に異常値が発見された場合に、顕微鏡等を用いた人手による針跡形状の確認作業を、検査中に撮影した針跡の画像を用いることにより行なうことができる。その結果、検査異常の確認作業を短時間で完了することができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る、オートセットアップ式のウエハプローブ検査装置を用いた検査方法を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、第３の実施形態に係るウエハプローブ検査装置は図１に示した装置と同等である。

図４に示すように、まず、工程Ａにおいて、ウエハ載置台にウエハ２０を自動的に載置する。ここで、ウエハ２０の主面には、被検査モジュールである複数の半導体集積回路がチップ形成領域ごとにアレイ状に形成されており、各半導体集積回路には検査用のパッド電極が形成されている。

次に、工程Ｂにおいて、載置されたウエハ２０とプローブ針２との位置合わせ（アライメント）を行なう。

次に、工程Ｃにおいて、プローブ針２０を、あらかじめ設定されたオーバードライブ量で自動的に電極パッドに接触させ、検査プログラムで指定された測定条件で１モジュール分（１チップ分）の電気的特性の検査を行なう。

次に、工程Ｄにおいて、１チップ分の検査結果を記録媒体に記録する。

次に、工程Ｅにおいて、記録された１チップ分の検査結果と、あらかじめ設定された電気的特性の判定値（設計値）とを演算処理により比較して判定する。このとき、判定結果が判定値を満たす正常検査値である場合には、工程Ｆに移行して、次の検査モジュール（チップ形成領域）に移動し、工程Ｂから繰り返す。

また、判定結果が判定値から外れた異常検査値である場合には、次の工程Ｇにおいて、カメラ３により、電極パッドの針跡を該電極パッド全体を含む範囲で撮影してその画像を記録媒体等に記録する。続いて、画像を記録した後、工程Ｈにおいて、撮影された電極パッドの針跡と、あらかじめ登録されすべての針跡が各電極パッドに収まった正常な状態を示す針跡サンプルａとを画像処理部４で比較して、検査に使用された電極パッドの針跡が正常か否かを判定する。電極パッドの針跡が異常である場合は、工程Ｉにおいて警報を発し、その後、工程Ｊにおいて検査を停止する。

第３の実施形態によると、針跡の異常と判定された場合に、警報を発して検査を停止するため、電極パッドへの針跡異常を最小限に抑えることができる。その上、電極パッドの針跡を画像として記録するため、検査に異常値が生じた場合に行なう、顕微鏡等を用いた人手による針跡形状の確認作業を、検査中に撮影した針跡の画像を用いることにより行なうことができる。このため、検査異常の確認作業を短時間で完了することができる。

なお、第２の実施形態及び第３の実施形態において、工程Ｇにおける電極パッドの撮影範囲は、検査に使用された電極パッドのみであってもよく、また、検査に使用された電極パッドと隣接する他のチップに含まれる電極パッドを含んでいてもよい。また、プローブ針２が接触した全電極パッドであってもよく、また、検査のモード（断線又は短絡等）と対応する電極パッドを登録しておき、登録された電極パッドのみを撮影してもよい。

また、第１〜第３の各実施形態に係るオートセットアップ式のウエハプローブ検査装置における比較手段、判定手段及び検査停止手段は検査プログラムの各機能として組み込まれている。

本発明に係るオートプローブ検査方法及びオートプローブ検査装置は、顕微鏡等による針跡の確認が不要となって、人手を大幅に削減することができ、半導体ウエハ又は液晶ディスプレイ用基板等からなる被検査体のプローブ検査を自動的に行なうオートプローブ検査方法及びそれを用いたオートプローブ検査装置等に有用である。

本発明の第１〜第３の各実施形態に係るオートセットアップ式のウエハプローブ検査装置を示す模式的な正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るオートプローブ検査方法を示すフローチャート図である。 本発明の第２の実施形態に係るオートプローブ検査方法を示すフローチャート図である。 本発明の第３の実施形態に係るオートプローブ検査方法を示すフローチャート図である。 従来のオートプローブ検査方法を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ ウエハ載置台
２ プローブ針（プローブカード）
３ カメラ
４ 画像処理部
５ モニタ
１０ 検査装置本体
２０ ウエハ

Claims (14)

1. オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法であって、
   前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、
   前記第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、
   前記第２工程における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記電極パッドに形成された前記プローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する第３工程と、
   前記第３工程で撮影した画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する第４工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記正常な画像の許容範囲から外れた場合に、前記電極パッドに対する前記プローブ針の接触位置を補正した後、前記第１工程から繰り返す第５工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、前記第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査方法。
2. 前記第４工程と前記第５工程との間に、
   前記プローブ針に気体を吹き付けることにより、前記プローブ針を清浄にするブロークリーニング工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のオートプローブ検査方法。
3. 前記第４工程と前記第５工程との間に、
   前記プローブ針を研磨することにより、前記プローブ針を清浄にする研磨クリーニング工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のオートプローブ検査方法。
4. オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法であって、
   前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、
   前記第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、
   前記第２工程における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記被検査体の座標位置を測定して記録する第３工程と、
   前記第３工程で記録した被検査体の座標位置とあらかじめ用意された正常な被検査体の座標位置とを比較して判定する第４工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記正常な被検査体の座標位置の許容範囲から外れた場合に、前記被検査体の座標位置を補正した後、前記第１工程から繰り返す第５工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、前記第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査方法。
5. オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法であって、
   前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、
   前記第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、
   前記第２工程における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記プローブカードの座標位置を測定して記録する第３工程と、
   前記第３工程で記録したプローブカードの座標位置とあらかじめ用意された正常なプローブカードの座標位置とを比較して判定する第４工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記正常なプローブカードの座標位置の許容範囲から外れた場合に、前記プローブカードの座標位置を補正した後、前記第１工程から繰り返す第５工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、前記第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査方法。
6. 前記第１工程において、前記複数の被検査モジュールの少なくとも２つに対してプローブ検査を行ない、
   前記第２工程において、少なくとも２つの前記被検査モジュールに対して、あらかじめ設定した前記判定値と比較して判定し、
   前記第３工程において、前記第２工程における判定結果が少なくとも２つの前記被検査モジュールにおいて前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記電極パッドに残された針跡を撮影してその画像を記録することを特徴とする請求項１、４及び５のうちのいずれか１項に記載のオートプローブ検査方法。
7. オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法であって、
   前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、
   前記第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、
   前記第２工程における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記電極パッドに形成された前記プローブ針による針跡を撮影してその画像を記録した後、他の被検査モジュールに移行して、前記第１工程から繰り返す第３工程と、
   前記第２工程における判定結果が正常検査値である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、前記第１工程から繰り返す第４工程とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査方法。
8. オートセットアップ式プローブ装置を用いて、それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査方法であって、
   前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記複数の被検査モジュールのうちの一の被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう第１工程と、
   前記第１工程で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する第２工程と、
   前記第２工程における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記電極パッドに形成された前記プローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する第３工程と、
   前記第３工程で撮影した画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する第４工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記正常な画像の許容範囲から外れた場合に、警報を発して前記プローブ検査の進行を停止する第５工程と、
   前記第４工程における判定結果が前記許容範囲である場合に、他の被検査モジュールに移行した後、前記第１工程から繰り返す第６工程とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査方法。
9. それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置であって、
   前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、
   前記検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、
   前記検査値比較手段における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記電極パッドに形成された前記プローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する画像記録手段と、
   前記画像記録手段により撮影された画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する画像比較判定手段と、
   前記画像比較判定手段における判定結果が前記正常な画像の許容範囲から外れた場合に、前記電極パッドに対する前記プローブ針の接触位置を補正する接触位置補正手段とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査装置。
10. 前記プローブ針に気体を吹き付けることにより、前記プローブ針を清浄にするブロー手段をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のオートプローブ検査装置。
11. 前記プローブ針を研磨することにより、前記プローブ針を清浄にする針先研磨手段をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のオートプローブ検査装置。
12. それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置であって、
    前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、
    前記検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、
    前記検査値比較手段における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記被検査体の座標位置を測定して記録する座標位置記録手段と、
    前記座標位置記録手段により記録された被検査体の座標位置とあらかじめ用意された正常な被検査体の座標位置とを比較して判定する座標位置比較判定手段と、
    前記座標位置比較判定手段における判定結果が前記正常な被検査体の座標位置の許容範囲から外れた場合に、前記被検査体の座標位置を補正する座標位置補正手段とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査装置。
13. それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置であって、
    前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、
    前記検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、
    前記検査値比較手段における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記プローブカードの座標位置を測定して記録する座標位置記録手段と、
    前記座標位置記録手段により記録されたプローブカードの座標位置とあらかじめ用意された正常なプローブカードの座標位置とを比較して判定する座標位置比較判定手段と、
    前記座標位置比較判定手段における判定結果が前記正常なプローブカードの座標位置の許容範囲から外れた場合に、前記プローブカードの座標位置を補正する座標位置補正手段とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査装置。
14. それぞれに電極パッドが形成された複数の被検査モジュールを有する被検査体における前記各被検査モジュールの電気的特性を測定するオートプローブ検査装置であって、
    前記電極パッドにプローブ針を接触させた状態で、前記被検査モジュールに対してプローブ検査を行なう検査手段と、
    前記検査手段で測定された検査値とあらかじめ設定された判定値とを比較して判定する検査値比較手段と、
    前記検査値比較手段における判定結果が前記判定値から外れた異常検査値である場合に、前記電極パッドに形成された前記プローブ針による針跡を撮影してその画像を記録する画像記録手段と、
    前記画像記録手段第により撮影された画像とあらかじめ用意された正常な画像とを比較して判定する画像比較判定手段と、
    前記画像比較判定手段における判定結果が前記正常な画像の許容範囲から外れた場合に、警報を発して前記プローブ検査の進行を停止する検査停止手段とを備えていることを特徴とするオートプローブ検査装置。

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