JPH03159253A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH03159253A
JPH03159253A JP1299202A JP29920289A JPH03159253A JP H03159253 A JPH03159253 A JP H03159253A JP 1299202 A JP1299202 A JP 1299202A JP 29920289 A JP29920289 A JP 29920289A JP H03159253 A JPH03159253 A JP H03159253A
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JP
Japan
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monitor
semiconductor chip
process monitors
monitors
pads
Prior art date
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Pending
Application number
JP1299202A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayasu Kusakari
草苅 正健
Yoshiaki Okano
義明 岡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a semiconductor chip to be automatically measured by designating coordinates only once by a method wherein process monitors whose monitor pads are equal in number and almost the same in arrangement are provided at a constant interval in a prescribed direction on a semiconductor chip. CONSTITUTION:Process monitors 3a-3c whose monitor pads 3a1-3a4, 3b1-3b4, and 3c1-3c4 are equal in number (for instance, 4) and almost the same in arrangement are arranged at a constant interval of X in a lateral direction on a semiconductor chip 2 mounted on a wafer 1. Therefore, when the characteristics of the process monitors 3a-3c are automatically measured with a measuring device, the arrangement coordinates of the monitor pads 3a1-3a4 and the interval of X between the process monitors 3a and 3b are designated. By this setup, the semiconductor chip 2 can be automatically measured by designating the movement and the like of the process monitors 3a-3c on the semiconductor chip 2 only once.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置に係り、特に半導体チップ上の部品
等の特性を測定するためのプロセスモニタを有する半導
体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a process monitor for measuring characteristics of components, etc. on a semiconductor chip.

近年、LSIのプロセスの多様化に伴い、半導体チップ
上に複数のプロセスモニタを配置してトランジスタの特
性やその他の電気的特性を測定している。そして、モニ
タ数の増加に伴いウェハ上における全チップのモニタを
測定するには自動測定の合理化が要求されている。その
ため、自動測定の指定を単一にして容易化を図る必要が
ある。
In recent years, with the diversification of LSI processes, a plurality of process monitors are placed on a semiconductor chip to measure transistor characteristics and other electrical characteristics. As the number of monitors increases, rationalization of automatic measurement is required to measure the monitors of all chips on a wafer. Therefore, it is necessary to simplify the designation of automatic measurement by making it simple.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、LSI等の半導体チップ上には、形成させた部品
や回路等の特性を測定するために、同じ部品や回路等の
プロセスモニタを設け、測定端子としてモニタパッドを
配設している。
BACKGROUND ART Conventionally, in order to measure the characteristics of formed parts, circuits, etc., a process monitor is provided on a semiconductor chip such as an LSI, and a monitor pad is provided as a measurement terminal.

第7図に従来のプロセスモニタの配置における構成図を
示す。第7図において、ウェハ50上に複数の半導体チ
ップ51a、51b・・・が設けられている。半導体チ
ップ518.51b・・・内には所定の部品や回路(図
示せず)が形成され、半導体チップ51aの空き領域に
上記部品、回路と同等のプロセスモニタ528〜52c
等及び半導体チップ51bの空き領域にプロセスモニタ
526等が形成されている。そして、プロセスモニタ5
2aには該部品等の特性を測定するためのモニタパッド
5281〜52,4が形成され、同様に、プロセスモニ
タ52bにはモニタパッド52b1〜52b4.プロセ
スモニタ52cにはモニタパッド52C1〜52C4,
プロセスモニタ52dにはモニタパッド52d1〜52
d4がそれぞれ形成される。
FIG. 7 shows a configuration diagram of a conventional process monitor arrangement. In FIG. 7, a plurality of semiconductor chips 51a, 51b, . . . are provided on a wafer 50. As shown in FIG. Predetermined components and circuits (not shown) are formed in the semiconductor chips 518, 51b, and process monitors 528 to 52c equivalent to the components and circuits described above are formed in the free space of the semiconductor chip 51a.
A process monitor 526 and the like are formed in the empty area of the semiconductor chip 51b. And process monitor 5
2a is formed with monitor pads 5281-52, 4 for measuring the characteristics of the components, etc. Similarly, the process monitor 52b is formed with monitor pads 52b1-52b4. The process monitor 52c includes monitor pads 52C1 to 52C4,
The process monitor 52d has monitor pads 52d1 to 52.
d4 are formed respectively.

ここで、各プロセスモニタは、モニタパッド間(52,
1,52b1.52,1,52d1)でそれぞa。
Here, each process monitor is connected between monitor pads (52,
1,52b1.52,1,52d1) respectively a.

b、cのように不定の間隔で配設されている。They are arranged at irregular intervals like b and c.

半導体チップ上のプロセスモニタはプロセスの多様化に
伴い数が増加の傾向にあり、自動測定化が進められてき
ている。従来よりプロセスモニタの測定はLSIテスタ
等の測定器で行われており、自動的に測定させるために
、予め顕微鏡で確認しながら、例えば数十μ−のモニタ
パッド52,1〜52.4に手動でプローブ(電極の針
)を当て、測定されるプロセスモニタの座標を指定して
いた。
The number of process monitors on semiconductor chips is increasing with the diversification of processes, and automatic measurement is progressing. Traditionally, process monitor measurements have been carried out using a measuring instrument such as an LSI tester, and in order to perform automatic measurement, the monitor pads 52, 1 to 52. The probe (electrode needle) was manually applied and the coordinates of the process monitor to be measured were specified.

すなわち、モニタパッドのX軸及びY軸の座標、ピッチ
を指定し、この指定に従ってウェハを移動して該当プロ
セスモニタ上で当該モニタパッドにプローブを当接させ
て、特性の自動測定を行っている。そして、同一の半導
体チップ51a内でプロセスモニタ52a〜52cの位
置(間隔)が異ったり、半導体チップ51a、51b内
で連続的に配設されたサンプルモニタ52C,52dの
ピッチが異なる場合には、その都度指定をやり直してい
た。
In other words, the X-axis and Y-axis coordinates and pitch of the monitor pad are specified, the wafer is moved according to these specifications, the probe is brought into contact with the monitor pad on the corresponding process monitor, and the characteristics are automatically measured. . If the positions (intervals) of process monitors 52a to 52c differ within the same semiconductor chip 51a, or the pitches of sample monitors 52C and 52d consecutively arranged within semiconductor chips 51a and 51b differ, , I had to re-specify each time.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、プロセスモニタの数と種類が増加し、また配設
される位Il+間隔が一定でないことから、同一半導体
チップ内であっても、別種類、別位置のプロセスモニタ
を測定する際に、各プロセスモニタ毎に自動測定の座標
の指定をやり直すことば回能であり、測定全体の時間を
要するという問題がある。
However, as the number and types of process monitors increase and the distance between them is not constant, even within the same semiconductor chip, when measuring process monitors of different types and positions, each There is a problem in that the coordinates for automatic measurement must be respecified for each process monitor, and the entire measurement takes time.

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、申−
の座標指定で自動測定の可能な半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems.
The purpose of the present invention is to provide a semiconductor device that can perform automatic measurements by specifying coordinates.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図に本発明の原理構成図を示す。第1図において、
ウェハ1に搭載される半導体チップ2の空き領域にプロ
セスモニタ3a、3b、3c・・・が形成される。この
プロセスモニタ38〜3cは該半導体チップ2に形成さ
れる部品、回路等と同等のもので、該部品、回路等の特
性を測定するためのものである。また、プロセスモニタ
3aには測定のための端子であるモニタパッド3a1〜
3a4が形成され、同様にプロセスモニタ3bにはモニ
タパッド3b1〜3b4が、プロセスモニタ3cにはモ
ニタパッド3a1〜3a4が配置される。すなわち、プ
ロセスモニタ38〜3Cはモニタパッドの数が等しく、
かつ配置が略等しい。そして、このようなプロセスモニ
タ3a〜3Cは半導体チップ2内で所定方向(横方向)
に等間隔Xで配置される。
FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the present invention. In Figure 1,
Process monitors 3a, 3b, 3c, . . . are formed in empty areas of semiconductor chips 2 mounted on a wafer 1. The process monitors 38 to 3c are equivalent to components, circuits, etc. formed on the semiconductor chip 2, and are for measuring the characteristics of the components, circuits, etc. The process monitor 3a also has monitor pads 3a1 to 3a1, which are terminals for measurement.
Similarly, monitor pads 3b1 to 3b4 are arranged on the process monitor 3b, and monitor pads 3a1 to 3a4 are arranged on the process monitor 3c. That is, the process monitors 38 to 3C have the same number of monitor pads,
And the arrangement is almost the same. Such process monitors 3a to 3C are arranged in a predetermined direction (lateral direction) within the semiconductor chip 2.
are arranged at equal intervals X.

〔作用〕[Effect]

第1図に示すように、ウェハ1に搭載される半導体チッ
プ2に、モニタパッド3a1〜3a4’ 3b1〜3b
4.3c1〜3C4を数(例えば4個)が等しく、かつ
、配置を略等しく配置させたプロセスモニタ38〜3C
が横方向に等間隔Xで配置されている。
As shown in FIG. 1, monitor pads 3a1 to 3a4' 3b1 to 3b are mounted on a semiconductor chip 2 mounted on a wafer 1.
4. Process monitors 38 to 3C in which 3c1 to 3C4 are equal in number (for example, 4) and arranged approximately equally
are arranged at equal intervals X in the horizontal direction.

従って、測定器で該プロセスモニタ3a〜3Cの特性を
自動測定する場合、プロセスモニタ3aにおけるモニタ
パッド3a1〜3a4の配置座標と、プロセスモニタ3
a、3b間の間隔Xを指定する。
Therefore, when automatically measuring the characteristics of the process monitors 3a to 3C with a measuring instrument, the arrangement coordinates of the monitor pads 3a1 to 3a4 in the process monitor 3a and the process monitor 3
Specify the distance X between a and 3b.

これにより、半導体チップ2(同一の半導体チップが存
在すれば他の半導体チップ)上でのプロセスモニタ3a
、3b、3c・・・の移動等を一度(単一)の指定を行
うことで自動測定が可能となる。
As a result, the process monitor 3a on the semiconductor chip 2 (or other semiconductor chip if the same semiconductor chip exists)
, 3b, 3c, etc., can be automatically measured by specifying once (single) movement, etc.

〔実施例) 第2図に本発明の一実施例の構成図を示す。第2図にお
いて、ウェハ1上全面に微細な半導体チップ2が所定数
搭載されており、そのうち6個の半導体チップ2a〜2
fが示されている。この半導体チップ28〜2fには所
定の部品、回路等(図示せず)が形成されており、該部
品等の特性を測定するためのプロセスモニタ3a、3b
[Embodiment] FIG. 2 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 2, a predetermined number of fine semiconductor chips 2 are mounted on the entire surface of a wafer 1, six of which are semiconductor chips 2a to 2.
f is shown. Predetermined parts, circuits, etc. (not shown) are formed on the semiconductor chips 28 to 2f, and process monitors 3a and 3b are used to measure the characteristics of the parts, etc.
.

3Cがそれぞれの半導体チップ2a〜2fの空き領域に
形成される。そして、プロセスモニタ3a〜3Cのそれ
ぞれに測定のための端子であるモニタパッド(第2図に
おいて番号付せず、第1図参照)が4個ずつ配置されて
いる。ここで、プロセスモニタ38〜3Cは等間隔×(
一定モニタパッド間隔X)で、それぞれ横方向に配設さ
れる。また、半導体チップ28〜2ずは分割溝であるス
クライブライン(破線)4により仕切られており、横軸
方向にX、縦軸方向にyの間隔で位置している。
3C is formed in the empty area of each of the semiconductor chips 2a to 2f. Four monitor pads (not numbered in FIG. 2, see FIG. 1), which are terminals for measurement, are arranged in each of the process monitors 3a to 3C. Here, the process monitors 38 to 3C are arranged at equal intervals x (
The monitor pads are arranged in the horizontal direction at a constant interval X). Further, the semiconductor chips 28 to 2 are partitioned by scribe lines (broken lines) 4, which are dividing grooves, and are positioned at intervals of X in the horizontal axis direction and y in the vertical axis direction.

そこで、これらのプロセスモニタ3a−3cの・特性を
LSIテスタ等の測定器で自動測定する場合、半導体チ
ップ2a〜2fの横ピッチX、縦ピッチy及びプロセス
モニタのピッチX等を指定する。これにより、測定器の
測定子であるプローブ(モニタパッドの数に対応して4
個に設定)が、まず半導体チップ2aのプロセスモニタ
3a上に移動してモニタパッドと当接して測定を行う。
Therefore, when the characteristics of these process monitors 3a to 3c are automatically measured using a measuring device such as an LSI tester, the horizontal pitch X and vertical pitch y of the semiconductor chips 2a to 2f, the pitch X of the process monitors, etc. are specified. As a result, the probe (corresponding to the number of monitor pads), which is the measuring point of the measuring instrument,
first moves onto the process monitor 3a of the semiconductor chip 2a, comes into contact with the monitor pad, and performs measurement.

次に、XII移動してプロセスモニタ3b上に移動して
同様に測定を行う。このようにして、半導体チップ2a
のプロセスモニタ3a〜3Cの測定が終了すると、半導
体チップ2bに移動して同様の測定を行う。この場合の
移動は、半導体チップ2aの横軸先頭エツジ2,1から
半導体デツプ2bの横軸先頭エツジ2b1までの距離X
であり、測定器における演粋により行う。半導体チップ
2a〜2Cより上段の半導体チップ2d〜2fへの移動
においてもylを測定器における演粋により行われる。
Next, move XII to move onto the process monitor 3b and perform measurement in the same manner. In this way, the semiconductor chip 2a
When the measurements on the process monitors 3a to 3C are completed, the process moves to the semiconductor chip 2b and performs similar measurements. In this case, the movement is a distance
This is done by calculation using a measuring instrument. The movement from the semiconductor chips 2a to 2C to the upper semiconductor chips 2d to 2f is also performed by measuring yl with a measuring device.

なお、第2図におけるプロセスモニタ3a〜3Cを横軸
方向に配設した場合を示したが、第3図(A)に示すよ
うに縦方向に配設してもよく、また、第3図(B)に示
すように斜方向に配設してもよい。この場合においても
該プロセスモニタ間の間隔Xを指定する。
Although the process monitors 3a to 3C in FIG. 2 are shown arranged in the horizontal axis direction, they may be arranged in the vertical direction as shown in FIG. They may be arranged obliquely as shown in (B). In this case as well, the interval X between the process monitors is specified.

ここで、第4図にプロセスモニタの適用例の構成図を示
す。第4図(A)におけるプロセスモニタ5は、3種の
トランジスタ5aのゲート幅におけるオン抵抗を測定す
るもので、モニタパッド6aは共通のバックゲート、6
bはソース、6cはゲート、6d〜6fはそれぞれのド
レインである。第4図(B)におけるプロセスモニタ7
は、抵抗7a〜7dのポリシリコン抵抗及び拡散抵抗を
測定するもので、抵抗7aはポリシリコン抵抗7bLt
Nチヤンネル拡散抵抗、抵抗7CはPチャンネル拡散抵
抗、抵抗7dはウェル抵抗である。
Here, FIG. 4 shows a configuration diagram of an application example of the process monitor. The process monitor 5 in FIG. 4(A) measures the on-resistance at the gate width of three types of transistors 5a, and the monitor pad 6a is a common back gate;
b is a source, 6c is a gate, and 6d to 6f are respective drains. Process monitor 7 in FIG. 4(B)
is for measuring the polysilicon resistance and diffusion resistance of resistors 7a to 7d, where resistor 7a is polysilicon resistor 7bLt.
The N-channel diffused resistor 7C is a P-channel diffused resistor, and the resistor 7d is a well resistor.

このとき、モニタパッド8aは抵抗7a、8bはソース
、8cは抵抗7c、8dは抵抗7b、8eは空き端子、
8fは抵抗7dのそれぞれの端子である。また、第4図
(C)におけるプロセスモニタ9は半導体装置における
基板上のコンタクト窓間の抵抗を測定するもので、抵抗
9aはNチャンネル拡散とアルミニウム(AIl)コン
タクト間の抵抗、抵抗9bはPチャンネル拡散とAll
コンタクト間の抵抗、抵抗9GはポリシリコンとA2コ
ンタクト間の抵抗、抵抗9dは111目A之と2Il目
A2間の抵抗、抵抗9eは211目AIlと3層目A2
間の抵抗である。このとき、モニタパッド10aは抵抗
9a、10bはソース、10cは抵抗9e、10dは抵
抗9b、10eは抵抗9c。
At this time, the monitor pad 8a is the resistor 7a, 8b is the source, 8c is the resistor 7c, 8d is the resistor 7b, 8e is an empty terminal,
8f is each terminal of the resistor 7d. Further, the process monitor 9 in FIG. 4(C) is used to measure the resistance between contact windows on the substrate in a semiconductor device, and the resistance 9a is the resistance between the N-channel diffusion and the aluminum (AIl) contact, and the resistance 9b is the resistance between the contact windows on the substrate of the semiconductor device. Channel spread and All
Resistance between contacts, resistance 9G is resistance between polysilicon and A2 contact, resistance 9d is resistance between 111th A and 2Il, A2, resistance 9e is between 211th A and 3rd layer A2.
This is the resistance between At this time, the monitor pad 10a is a resistor 9a, 10b is a source, 10c is a resistor 9e, 10d is a resistor 9b, and 10e is a resistor 9c.

10fは抵抗9dのそれぞれの端子である。10f is each terminal of the resistor 9d.

以上のように、半導体チップ間のピッチとプロセスモニ
タのピッチ(間隔)を指定することで、自動測定が容易
となり、省力化を図ることができ、プロセスモニタ数の
増減にも対応が容易となる。
As described above, by specifying the pitch between semiconductor chips and the pitch (interval) of process monitors, automatic measurement becomes easy, labor-saving can be achieved, and it is easy to cope with increases and decreases in the number of process monitors. .

また、自動測定はウェハ上に限らず、パッケージに組立
てた後も測定が可能であり、この場合、プローブ数と位
置を一度設定すると、該プロセスモニタの移動ピッチを
変化させるだけで測定することができる。さらに、最小
単位のモニタパッドの組合せを一つに固定しておけば、
異なるプロセスモニタ数の半導体チップにおいても、半
導体チップのピッチとプロセスモニタの移動ピッチを指
定するだけで容易に自動測定をすることができる。
In addition, automatic measurement is possible not only on the wafer but also after it is assembled into a package. In this case, once the number and position of probes are set, measurement can be performed simply by changing the moving pitch of the process monitor. can. Furthermore, if you fix the minimum unit monitor pad combination to one,
Even for semiconductor chips with different numbers of process monitors, automatic measurement can be easily performed by simply specifying the pitch of the semiconductor chips and the movement pitch of the process monitors.

次に、第5図に本発明の他の実施例の構成図を示す。第
5図は、第2図におけるウェハ1上の一つの半導体チッ
プ2a・・・内におけるプロセスモニタ3a〜3Cを等
間隔Xで配設するのみならず、瞬接する半導体チップ2
bのプロセスモニタ38間においても等間隔Xで配設し
てつIハ1上からみて全てのプロセスモニタが等間隔X
に配設するようにしたものである。そして、第6図にウ
ェハ1に並んだ半導体チップ2a〜2fの構成図が示さ
れる。従って、プロセスモニタ38〜3Cの間隔は横軸
方向でX、縦軸方向でYを指定することによりウェハ1
上で総ての半導体チップの測定が一度の指定で自動的に
行うことができる。この場合においても、第2図と同様
に、各プロセスモニタのモニタパッドは、数が等しく、
配置が略等しく形成されるものである。
Next, FIG. 5 shows a configuration diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 5 shows that the process monitors 3a to 3C within one semiconductor chip 2a on the wafer 1 in FIG.
The process monitors 38 in b are also arranged at equal intervals
It was designed to be placed in FIG. 6 shows a configuration diagram of the semiconductor chips 2a to 2f arranged on the wafer 1. Therefore, the intervals between the process monitors 38 to 3C can be determined by specifying X in the horizontal axis direction and Y in the vertical axis direction.
All semiconductor chip measurements above can be automatically performed with a single specification. In this case as well, the monitor pads of each process monitor are equal in number, as in FIG.
The arrangement is approximately equal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、プロセスモニタをモニタ
パッドが等しく、かつ配置が略等しく、半導体チップ内
で所定方向に等間隔で配設することにより、単一の座標
指定、移動量の指定で容易に自動測定を行うことができ
、LSI等の半導体装置の信頼性の向上を図ることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the process monitors have the same monitor pads, are arranged substantially equally, and are arranged at equal intervals in a predetermined direction within the semiconductor chip, thereby allowing single coordinate specification and movement amount specification. Automatic measurements can be easily carried out, and the reliability of semiconductor devices such as LSIs can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の一実施例の構成図、 第3図はプロセスモニタの配設方向を変化させた場合の
構成図、 第4図はプロセスモニタの適用例の構成図、第5図は本
発明の他の実施例の構成図、第6図は第5図におけるつ
Iハ上の全体構成図、第7図は従来のプロセスモニタを
示した構成図である。 を示す。
Figure 1 is a diagram of the principle of the present invention; Figure 2 is a diagram of an embodiment of the present invention; Figure 3 is a diagram of the arrangement of the process monitor when the orientation of the process monitor is changed; Figure 4 is the diagram of the process monitor. Fig. 5 is a block diagram of another embodiment of the present invention, Fig. 6 is an overall block diagram of the top of Fig. 5, and Fig. 7 shows a conventional process monitor. FIG. shows.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  ウェハ(1)上に搭載される半導体チップ(2)に形
成される部品、回路等と同等で、特性を測定するための
プロセスモニタ(3a、3b、3c・・・)が、該半導
体チップ(2)の空き領域に所定数配設され、該プロセ
スモニタの測定のための端子であるモニタパッド(3_
a_1〜3_a_4等)が該プロセスモニタ(3a〜3
c等)に所定数配置された半導体装置において、 前記各プロセスモニタ(3a〜3c等)は、前記モニタ
パッド(3_a_1〜3_a_4等)の数が等しく、か
つ配置が略等しく、前記半導体チップ(2)内で所定方
向に等間隔(X)で配設されることを特徴とする半導体
装置。
[Claims] Process monitors (3a, 3b, 3c, . . .) for measuring characteristics, which are equivalent to components, circuits, etc. formed on a semiconductor chip (2) mounted on a wafer (1). A predetermined number of monitor pads (3_) are arranged in the vacant area of the semiconductor chip (2), and are terminals for measurement of the process monitor.
a_1 to 3_a_4, etc.) is the process monitor (3a to 3
In a semiconductor device in which a predetermined number of process monitors (3a to 3c, etc.) are arranged on the semiconductor chip (2a to 3c, etc.), the number of monitor pads (3_a_1 to 3_a_4, etc.) are equal and the arrangement is substantially equal, and ) at equal intervals (X) in a predetermined direction.
JP1299202A 1989-11-17 1989-11-17 Semiconductor device Pending JPH03159253A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007116197A (en) * 2007-01-22 2007-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of evaluating characteristics of semiconductor device

Cited By (2)

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