JPH04320044A - 半導体装置,その製造方法,その試験方法及びその試験装置 - Google Patents

半導体装置,その製造方法,その試験方法及びその試験装置

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JPH04320044A
JPH04320044A JP11689691A JP11689691A JPH04320044A JP H04320044 A JPH04320044 A JP H04320044A JP 11689691 A JP11689691 A JP 11689691A JP 11689691 A JP11689691 A JP 11689691A JP H04320044 A JPH04320044 A JP H04320044A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置,その試
験方法及びその試験装置に関し、特に同一ウエハ上に形
成された複数の半導体装置を同時に一括して試験できる
半導体装置の構成,その試験方法及び試験装置のプロー
ブカードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路(IC)の製造
工程では、IC試験のためウエハプローバと称する試験
装置を用いて、半導体ウエハ上に形成された半導体装置
の電気的特性が測定される。図3は、従来のウエハプロ
ーバを理解しやすくするため、これを分解して示した斜
視図であり、特に、同図(a) はテストヘッド、同図
(b)はプローブカード、同図(c) はウエハの一部
を示している。また図4は上記プローブカードをその下
側から見た斜視図であり、図5はウエハ上の電極パッド
に細長い導電針(以下、プローブ針と称する)が接触し
ている状態を示す部分拡大斜視図である。また、図6は
従来のウエハプローバの使用状態を示す断面図である。
【0003】次に、図3〜図6を参照して、従来のウエ
ハプローバの構成について説明する。図3において、5
3は半導体ウエハで、その表面81に縦横に設けられた
スクライブライン82により多数の所定の回路素子が形
成される半導体チップ領域83と、この半導体チップ領
域83の周囲に位置するダイシング部85に区画されて
おり、ダイシング部85に位置するスクライブライン8
2を切断することにより上記半導体ウエハ53から半導
体チップを切り出すことができる。各半導体チップ領域
83には、LSI(Large  Scale  In
tegration)等の半導体装置が作り込まれてお
り、その半導体装置を構成する回路素子を取り囲むよう
に電源供給,接地及び信号入出力のための電極パッド8
4が多数設けられている。
【0004】同図の例では、2個の半導体チップを単位
としてテストできるように、隣接する2個の半導体チッ
プ領域83上にある各電極パッド84に対面するように
、プローブカード52には多数の細長いプローブ針71
が設けられている。このプローブ針71はタングステン
,クロムまたはタングステン−クロム合金等からなり、
図4に示すように、絶縁材料からなるプローブカード5
2の裏面側に樹脂からなるリング部材72で固定され、
さらに、プローブカード52の表面側に設けられた金属
パターン配線73に半田74等により電気的に接続され
ている。
【0005】ここで、上記電極パッド84の表面上にプ
ローブ針71が接触する表面積は約50〜100μmφ
、プローブカード52側に接続されるプローブ針71の
外径は200〜300μmφ程度である。プローブカー
ド52上に形成される金属パターン配線73は、スルー
ホール75を介してプローブ針71が接続される側の表
面と反対側の表面上に形成された金属パターン配線76
に電気的に接続されている。この金属パターン配線76
は、上記反対側の表面に設けられた比較的大きな平面積
を有する金属膜77に電気的に接続されている。
【0006】図3(b) には、スルーホール75,金
属パターン配線76及び金属膜77がそれぞれ4個ずつ
示されているが、これらは各プローブ針71ごとに設け
られているものとする。なお、プローブカード52には
プローブ針71が電極パッド84に接触していることを
目視確認するための開口部78が設けられている。
【0007】図3(a) に示すテストヘッド51は、
LSI等からなる論理回路が正常に動作するか否かを試
験する機能動作試験や、所定の負荷をかけたとき正常な
出力電圧を維持するか否かを試験するDC試験等により
LSIの良否を判定するための試験装置(以下、ICテ
スタと称す)のヘッドである。テストヘッド51の開口
部61のまわりには、上記プローブカード52の各金属
膜77に対面するようにポゴピン62が設けられるが、
同図では、簡略化のため数本のポゴピン62のみが示さ
れている。ポゴピン62は試験のための信号をLSIに
与え、かつLSIから試験結果の出力信号を受取るため
のものである。
【0008】図6において、ウエハ53はウエハチャッ
ク54上に載置され固定されている。ウエハチャック5
4は移動機構55によって、互いに直交する3方向に移
動可能になっている。プローブカード52はウエハプロ
ーバの基板固定部56に指示固定され、プローブカード
52の金属膜77には、テストヘッド51のポゴピン6
2が圧着接触している。
【0009】次に、上述のようなウエハプローバを用い
てウエハ状態のままで半導体装置の電気的特性試験を行
う手順について説明する。ウエハ84は移動機構55を
用いて、ウエハチャック54上に固定されているウエハ
53内のいずれか2つの半導体チップ領域83の各電極
パッド84と、プローブカード52上に固定されている
各プローブ針71とが対向して接触するように位置合わ
せされる。プローブ針71は、ウエハチャック54が図
7に示すA方向に動作することによって、電極パッド8
4の表面上に接触する。
【0010】LSIに与えられる信号波形は、テストヘ
ッド51で形成され、ポゴピン62により出力される。 ポゴピン62は、プローブカード52の金属膜77に圧
着接触されているため、テストヘッド51からの信号は
金属膜77から延びた金属パターン配線76,スルーホ
ール75及び金属パターン配線73を介して、半田付け
されたプローブ針71に伝達され、プローブ針71に圧
着接触している電極パッド84から半導体チップ領域8
3内のLSIに供給される。LSIからの出力信号は上
述とは逆経路でテストヘッド51に与えられ、テストヘ
ッド51からICテスタ(図示せず)に与えられる。こ
のようにして、LSIの電気的特性試験が行われる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置,そ
の試験方法及びその試験装置は以上のように構成されて
いるので、多数の半導体チップを同時に測定するには、
その半導体チップの数に応じてプローブカードに接続さ
れるプローブ針の本数を増加させる必要があるため、試
験装置よりウエハ上の全ての半導体チップに対して信号
を入力、又はウエハ上の全ての半導体チップから試験装
置へ出力するのが困難となり、同時に試験できる半導体
チップの個数は数個が限度であるという問題があった。
【0012】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、同一ウエハ上に形成されたより
多数の半導体装置を同時に一括して試験できる半導体装
置とその試験方法及び試験装置を得ることを目的とする
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、表面に所定の回路素子が形成された半導体基板と
、半導体基板の表面上に形成され、電源電位及び接地電
位の供給並びに信号の入力及び出力のための複数のパッ
ドと、これらのパッドに対応して上記半導体基板の表面
上に設けられ、対応したパッドと電気的に接続されると
ともに通常使用時に電気的に切断されている複数の配線
とを備えたものである。
【0014】またこの発明に係る半導体装置の試験方法
は、表面に所定の回路素子が形成され、かつ表面上に電
源電位及び接地電位の供給並びに信号の入力及び出力の
ための複数のパッドが形成される半導体基板を複数有し
た半導体ウエハにおける少なくとも2以上の上記半導体
基板に形成される対応した電源電位及び接地電位の供給
のためのパッド並びに信号の入力のためのパッド同士を
電気的に接続し、対応したパッド同士が電気的に接続さ
れた複数の半導体基板のうちの1つの半導体基板におけ
る電気的に接続された複数のパッドに対してそれぞれ電
源電位及び接地電位を供給するとともに試験用の駆動信
号を供給し、対応したパッド同士が電気的に接続された
複数の半導体基板の出力のためのパッドそれぞれから試
験結果を検出するものである。
【0015】またこの発明に係る半導体装置の試験装置
は、表面に所定の回路素子が形成され、かつ表面上に電
源電位及び接地電位の供給並びに信号の入力及び出力の
ための複数のパッドが形成される半導体基板を複数有し
、少なくとも2以上の半導体基板に形成される対応した
電源電位及び接地電位の供給のためのパッド並びに信号
の入力のためのパッド同士が電気的に接続された半導体
ウエハにおける対応したパッド同士が電気的に接続され
た複数の半導体基板のうちの1つの半導体基板における
電気的に接続された複数のパッドに対してそれぞれ電源
電位及び接地電位を供給するとともに試験用の駆動信号
を供給するための複数のプローブ針と、対応したパッド
同士が電気的に接続された複数の半導体基板の出力のた
めのパッドそれぞれから試験結果を検出するための複数
のプローブ針とを備えたものである。
【0016】
【作用】この発明における半導体装置は上記構成とした
ので、同一ウエハ上に複数形成された半導体装置間の電
源電位,接地電位及び駆動信号等を上記配線により共有
することができ、複数の半導体装置を半導体ウエハの状
態で一括して短時間にテストすることができる。
【0017】またこの発明における半導体装置の試験方
法は上記構成としたので、複数の半導体基板のうちの1
つの半導体基板上の電気的に接続された複数のパッドに
対して、それぞれ電源電位及び接地電位を供給するとと
もに駆動信号を供給するだけで残りの半導体装置へも同
様に供給され、その試験結果を複数の半導体基板の出力
のためのパッドそれぞれから検出することによって、個
々の半導体チップに切り出す前の半導体ウエハの状態で
複数の半導体装置を一括して短時間にテストすることが
できる。
【0018】またこの発明における半導体装置の試験装
置は上記構成としたので、複数の半導体基板のうちの1
つの半導体基板上に形成される複数のパッドに対して、
それぞれ電源電位及び接地電位を供給するとともに信号
を供給するための複数のプローブ針と、複数の半導体基
板上の出力のためのパッドから試験結果をそれぞれ検出
するための複数のプローブ針だけで、個々の半導体チッ
プに切り出す前の半導体ウエハの状態で複数の半導体装
置を一括して試験することができる。
【0019】
【実施例】図1(a) はこの発明の一実施例による半
導体装置を説明するための図であり、図において1は半
導体ウエハでその上の複数の素子領域2a〜5aには複
数の素子及び入,出力パッド6〜11が形成されている
。これらの入力パッド6〜10へ駆動信号を入力して自
己の領域内に形成された素子を自己試験しその試験結果
を出力パッド11に出力する試験回路を有しているので
、半導体ウエハの状態で各素子領域内の素子を試験でき
るようになっている。また2〜5はこれらの素子領域2
a〜5aとスクライブラインによって切断された素子領
域2a〜5aの周囲に位置するダイシング部30とを個
々の半導体チップに切り出してなる半導体装置である。 そして本実施例において半導体ウエハ1は、その上の複
数の素子領域2a〜5aについて、同一の入力信号を受
ける入力パッド6〜10を相互に接続する複数の共通配
線12〜16を有している。このような構造の半導体ウ
エハ1上の各素子領域2a〜5aの入,出力パッド6〜
11と試験装置のプローブカードのプローブ針とを接触
させて電気的に接続することにより、半導体装置の試験
を行うものである。
【0020】以下、詳しく説明する。半導体装置2〜5
は全て同じ半導体装置で、同一の半導体ウエハ1上に形
成されている。各半導体装置上には入力パッド6〜10
が設けられており、それぞれ連結部45〜49を介して
入力パッド6とダイシング部30に形成された共通配線
12,7と13,8と14,9と15,10と16とが
対応するように接続されている。また同一符号で表され
各半導体装置で対応する入力パッド同士が各共通配線を
介して共通接続されることになり、各半導体装置2〜5
間で電源電位,接地電位及び駆動信号を共有する形にな
っている。このような構成の各半導体装置2〜5におい
て、試験装置のプローブカードのプローブ針を任意の半
導体装置2の入力パッド6〜10に接触させて電源電位
,接地電位,駆動信号等を入力すると、各配線の連結部
45〜49から配線12〜16を経て他の半導体装置3
〜5にも入力され、その試験結果は出力としてそれぞれ
の出力パッド11より検出される。
【0021】続く図2は、この発明の一実施例による半
導体装置を示す図で、図1(a) 中の任意の半導体装
置2を拡大したものである。このようなパターンを半導
体ウエハ1上に露光する際には、ステッパを用いてX方
向,Y方向に配列状に露光すれば、各半導体装置間で同
一信号線が共通となる様に形成することができる。図に
おいて、配線12〜16と対応する入力パッド6〜10
との間の連結部45〜49には、レーザー溶断による分
離が可能なようにそれぞれリンク18〜22が設置され
ている。ダイシング後、上記リンク18〜22をレーザ
ーで溶断することによって、単体となった各半導体装置
の配線12〜16が半導体ウエハ1上の他の導電体と分
離されるため、半導体装置の誤動作を防ぐことができる
【0022】図1(b) は同図(a) に示す半導体
ウエハ1上に作成された半導体装置を一括して試験する
ためのプローブカードを示す。図において、プローブカ
ード31はプローバーに合うもので、半導体ウエハ1上
に形成する半導体装置群を全て一括に試験するためのプ
ローブ針がセットできる大きさでなければならない。ま
た、点線部分50は同図(a) に示す半導体ウエハ1
上の半導体装置2〜5及び配線領域に対応し、プローブ
カード31中のぬき32は同図(a) で示す半導体ウ
エハ1上の素子領域2aに対応する。このぬき32の部
分に、半導体ウエハ1上の半導体装置2の各入力パッド
6〜10に対応するプローブ針36〜40と出力パッド
11に対応するプローブ針41とがセットされており、
このようなプローブ針36〜40を入力パッド6〜10
に接触させて電源電位,接地電位及び駆動信号を半導体
装置2に供給するだけで、同図(a) に示す連結部4
5〜49を経て配線12〜16に伝わりその他の半導体
装置3〜5へも同様に供給される。また、半導体ウエハ
1上の各半導体装置3〜5の出力パッド11部分に対応
したプローブカード31中の他のぬき33〜35部分に
設けられているプローブ針42〜44と32部分のプロ
ーブ針41とを、半導体ウエハ1上の全半導体装置の出
力パッド11に接触させ、試験結果の出力を検出する。
【0023】本実施例では上述のように、半導体装置が
回路素子が形成された半導体基板と、入力パッド6〜1
0及び出力パッド11並びに、対応する入力パッド6〜
10が連結部45〜49を介して接続されている配線1
2〜16とを備えているので、このような半導体装置を
半導体ウエハ1上に複数形成した場合、各半導体装置間
で対応する入力パッド同士が配線12〜16を通して共
通接続され、電源電位,接地電位,駆動信号等は共有さ
れるので、試験時に、複数の半導体装置2〜5のうち任
意の半導体装置2の入力パッド6〜11に電源電位,接
地電位,駆動信号等を入力すれば、他の半導体装置3〜
5にも同様に入力されるため、個々の半導体チップに切
り出す前の半導体ウエハの状態で複数の半導体装置を一
括してテストできる。また、配線12〜16と対応する
入力パッド6〜10との間の連結部45〜49に設置さ
れたリンク18〜22をレーザーで溶断することによっ
て、ダイシング後単体となった半導体装置の配線12〜
16を半導体ウエハ1上の他の導電体と分離でき、通常
使用時に誤操作が生じるのを防ぐことができる。なお、
各半導体装置間で対応する入力パッド同士を共通接続す
る配線12〜16は、例えばダイシング部30上のよう
な各半導体装置の素子領域外の部分に形成されるので、
各半導体装置のチップ面積が増大することはない。
【0024】また、上記構成の半導体装置の試験を、対
応する入力パッド同士が電気的に接続された複数の半導
体装置2〜5のうち、任意の半導体装置2上の複数の入
力パッドに対して、それぞれ電源電位及び接地電位を供
給するとともに駆動信号を供給し、各半導体装置の出力
パッド11それぞれから試験結果を検出することによっ
て行うようにしたので、半導体装置2の入力パッド6〜
10に電源電位,接地電位,駆動信号等を入力するだけ
で、配線12〜16を通じて残りの半導体装置へも同様
に供給でき、その試験結果は各半導体装置の出力パッド
11から同時に検出できるため、個々の半導体チップに
切り出す前の半導体ウエハの状態で複数の半導体装置を
一括してテストできる。従って、複数の半導体装置の試
験に要する時間を大幅に短縮することができる。
【0025】また本実施例においては上述のように、半
導体ウエハ1上に形成され電極パッド同士が共通接続さ
れている複数の半導体装置をテストする試験装置におい
て、この試験装置のプローブカード31に設けられた、
任意の半導体装置2上の入力パッド6〜10にそれぞれ
電源電位及び接地電位を供給するとともに駆動信号を供
給するためのプローブ針36〜40と、複数の半導体ウ
エハ上の出力のためのパッドからその試験結果をそれぞ
れ検出するための出力パッドと同数のプローブ針41〜
44を有するので、入力プローブ針36〜40を任意の
半導体装置2上の入力パッド6〜10へ接触させて電源
電位,接地電位及び駆動信号を供給するだけで、半導体
装置2上の入力パッドと対応する入力パッド同士が共通
接続されている同一ウエハ1上の他の半導体装置全てに
も同様に供給することができ、その試験結果は各半導体
装置の出力パッド11を介してプローブ針41〜44よ
り検出することができ、少ない数のプローブ針で、同一
ウエハ1上の複数の半導体装置を一括して試験すること
ができる。
【0026】なお本実施例においては、同一ウエハ上に
形成された複数の半導体装置のうち任意の半導体装置2
を選び、その上に設けられた入力パッド6〜11にそれ
ぞれ電源電位,接地電位及び駆動信号を供給する構成と
したが、半導体ウエハ1上の素子領域2a〜5a以外の
任意の場所に、対応する入力パッド同士を共通接続させ
ている共通配線12〜16を引き出して、各入力パッド
と共通接続された入力パッドを新たに設け、そこから電
源電位,接地電位及び駆動信号を供給するようにしても
よい。これにより、任意の半導体装置2に入力用のプロ
ーブ針36〜40を接触させることなく電源電位,接地
電位及び駆動信号を供給できるため、半導体ウエハ1と
プローブカード31との位置合わせが容易となり、また
プローブカード31の半導体装置2〜5対応部分50に
設けるべきプローブ針は試験結果検出用のみでよい。
【0027】また本実施例においては、各半導体装置上
の電極パッドと接続される配線は、半導体装置の素子領
域における配線と電気的に接続されない部分ならば半導
体ウエハ1上のどこに形成されてもよく、また少なくと
も一部がダイシング部30に位置するものでもよく、図
1(a) においては各半導体装置間の素子領域の周囲
に存在するダイシング部30上に形成されている。また
配線12〜16と入力パッド6〜10との間の連結部4
5〜49にそれぞれリンク18〜22を設けたが、レー
ザー溶断による分離が可能な材質及び大きさの部分であ
ればどんなものでもよい。また、配線12〜16と半導
体ウエハ1上の他の導電体とを分離する方法として、レ
ーザーによるリンク溶断の代わりにプログラム等の手段
を用いて電気的に切断するようにしてもよい。
【0028】更に上記実施例においては、半導体ウエハ
1上に形成する半導体装置の数を4個としたが、任意の
数でよく、また図1(a) ,図2において半導体装置
中の電極パッドの数は6個としたが、これも任意の数で
よく、その場合も同様の効果を奏する。さらに図1(b
) において、プローブカード31からの電源電位,接
地電位,駆動信号を供給する任意の半導体装置として半
導体装置2を示したが、他の半導体装置3,4,5のど
れでも良く、その場合も同様の効果を奏する。
【0029】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、表面に
所定の回路素子が形成された半導体基板と、半導体基板
の表面上に形成され、電源電位及び接地電位の供給並び
に信号の入力及び出力のための複数のパッドと、これら
のパッドに対応して半導体基板の表面上に設けられ、対
応したパッドと電気的に接続されるとともに通常使用時
に電気的に切断されている複数の配線とを備えたので、
半導体ウエハ上に形成された複数の半導体装置は対応す
る入力パッド同士が配線で共通接続され、任意の半導体
装置に電源電位,接地電位,駆動信号等を供給すれば、
上記配線より他の半導体装置全てにも同様に供給され、
個々の半導体チップに切り出す前の半導体ウエハの状態
で複数の半導体装置を一括してテストできる効果がある
【0030】またこの発明によれば、対応する入力パッ
ド同士を共通接続した複数の半導体装置のうちの任意の
半導体装置上の入力パッドにのみ電源電位,接地電位,
駆動信号を供給し、全半導体装置の出力パッドよりその
試験結果を検出するようにしたから、個々の半導体チッ
プに切り出す前の半導体ウエハの状態で複数の半導体装
置を一括してテストできる効果がある。
【0031】またこの発明によれば、試験装置のプロー
ブカードは任意の半導体装置上の入力パッドにそれぞれ
電源電位,接地電位及び駆動信号を供給するためのプロ
ーブ針と、半導体ウエハ上の複数の出力のためのパッド
からその試験結果をそれぞれ検出するための出力パッド
と同数のプローブ針とを有する構成としたので、少ない
プローブ針で、同一ウエハ上の複数の半導体装置を一括
して試験することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体ウエハ上での
半導体装置及びそのウエハテストのためのプローブカー
ドを示す図である。
【図2】この発明の一実施例による半導体ウエハ上に形
成された半導体装置の電極パッド及び配線を示す図であ
る。
【図3】従来のウエハプローバ及び被試験半導体装置を
示す図である。
【図4】従来のウエハプローバのプローブカードを下方
から見た場合の斜視図である。
【図5】従来のウエハプローバのプローブ針がウエハ上
の電極パッドに接触している状態を示す部分拡大図であ
る。
【図6】従来のウエハプローバの使用状態を示す断面図
である。
【符号の説明】
1          半導体ウエハ 2〜5      半導体装置 2a〜5a  半導体ウエハ上の素子領域6〜10  
  入力パッド 11        出力パッド 12〜16  配線 18〜22  リンク 30        ダイシング部 31        プローブカード 32        プローブカード中での素子領域対
応部分33〜35  プローブカード中での半導体装置
の出力パッド対応部分 36〜44  プローブ針 45〜49  連結部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  表面に所定の回路素子が形成された半
    導体基板と、該半導体基板の表面上に形成され、電源電
    位及び接地電位の供給並びに信号の入力及び出力のため
    の複数のパッドと、該電源電位及び接地電位の供給並び
    に信号の入力のためのパッドに対応して上記半導体基板
    の表面上に設けられ、対応したパッドと電気的に接続さ
    れるとともに通常使用時に電気的に切断されている複数
    の配線とを備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  表面に所定の回路素子が形成され、か
    つ表面上に電源電位及び接地電位の供給並びに信号の入
    力及び出力のための複数のパッドが形成される半導体基
    板を複数有した半導体ウエハにおける少なくとも2以上
    の上記半導体基板に形成される対応した電源電位及び接
    地電位の供給のためのパッド並びに信号の入力のための
    パッド同士を電気的に接続し、該対応したパッド同士が
    電気的に接続された複数の半導体基板のうちの1つの半
    導体基板における電気的に接続された複数のパッドに対
    してそれぞれ電源電位及び接地電位を供給するとともに
    試験用の駆動信号を供給し、対応したパッド同士が電気
    的に接続された複数の半導体基板の出力のためのパッド
    それぞれから試験結果を検出することを特徴とする半導
    体装置の試験方法。
  3. 【請求項3】  表面に所定の回路素子が形成され、か
    つ表面上に電源電位及び接地電位の供給並びに信号の入
    力及び出力のための複数のパッドが形成される半導体基
    板を複数有し、少なくとも2以上の半導体基板に形成さ
    れる対応した電源電位及び接地電位の供給のためのパッ
    ド並びに信号の入力のためのパッド同士が電気的に接続
    された半導体ウエハにおける対応したパッド同士が電気
    的に接続された複数の半導体基板のうちの1つの半導体
    基板における電気的に接続された複数のパッドに対して
    それぞれ電源電位及び接地電位を供給するとともに試験
    用の駆動信号を供給するための複数のプローブ針と、対
    応したパッド同士が電気的に接続された複数の半導体基
    板の出力のためのパッドそれぞれから試験結果を検出す
    るための複数のプローブ針とを備えたことを特徴とする
    半導体装置の試験装置。
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