CN101349736B - 检查装置、探针卡及检查方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种检查装置、探针卡及检查方法，该检查装置在检查之前利用熔结现象来实现探针与晶片上的电极之间的电导通，通过简单的电路结构来实现较短的检查时间。在检查装置的探针卡上的两个一组的各探针对的每个探针对上形成熔结电路。在各熔结电路上连接电容器。各熔结电路并联连接在具有充电用电源的电力提供电路上。通过电力提供电路对各电容器一起进行蓄电。使探针对接触晶片W的电极P，通过在电容器中蓄积的电力对探针对施加高电压，利用熔结现象来实现各探针与电极P之间的电导通。其后根据被传送到各探针的检查用的电信号来进行电气特性的检查。

Description

检查装置、探针卡及检查方法
技术领域
本发明涉及一种对被检查体的电气特性进行检查的检查装置、探针卡、以及使用该检查装置、探针卡来进行的被检查体的检查方法。
背景技术
例如使用检查装置对形成在半导体晶片上的IC、LSI等电子电路的电气特性进行检查。检查装置具有电气连接到测试器上的探针卡，在该探针卡的下表面安装有多个探针。然后，通过使探针接触晶片上的电子电路的各电极并对电极流通电信号来进行电子电路的检查。
然而，当在电极表面形成有氧化膜时，电信号难以流通，不能正确地进行检查。另外，当为了实现导通而将探针强行按入电极表面时，有可能会损坏探针、电子电路。因此，提出了如下提案：在检查之前，使两个一组的一对探针(探针对)以低压力接触电极，在探针对之间施加高电压，由此引起熔结现象而在电极表面产生绝缘击穿，在探针和电极之间实现良好的电导通(以下称为“熔结(fritting)”。)(参照专利文献1～3)。此外，熔结现象是以下现象：对形成有氧化膜的金属表面施加105～106V/cm左右的电位梯度，由此氧化膜受到绝缘击穿而在金属表面流动电流。
另外，在被检查的晶片上形成有非常多的电极。因此，在探针卡上安装有数百～数千个探针对。并且，当进行熔结时，需要对这些探针对提供成为高电压的电力。
以往，如下那样向探针对提供电力：在各探针对的每个探针对上设置电源，或者在一个电源上连接多个探针对，在检查时依次切换电源与各探针对之间的连接。
专利文献1：日本特开2005-5331号公报
专利文献2：日本特开2002-139542号公报
专利文献3：日本专利第3642456号
发明内容
发明要解决的问题
然而，在前一种情况下，需要对超过几百个探针对的每个探针对设置电源，因此用于熔结的电路结构的规模变大，另外还变得非常昂贵。在后一种情况下，需要将多个探针对依次连接到电源，因此检查很费时间。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于使用于熔结的电路结构简单化并且缩短检查时间。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的的本发明是一种检查装置，其使探针接触被检查体的端子，对被检查体的电气特性进行检查，该检查装置的特征在于，具有：多个熔结电路，具有两个一组的探针对和连接到该探针对的充放电部，在上述探针对接触到被检查体的端子的状态下通过上述充放电部的电力对上述探针对施加电压，利用熔结现象来实现探针与端子之间的电导通；以及电力提供电路，其连接到上述多个熔结电路，对上述各熔结电路的充放电部进行蓄电。此外，上述充放电部也可以是电容器。
根据本发明，能够通过电力提供电路对多个熔结电路的各充放电部一起进行蓄电、并通过该各充放电部的电力对各探针对施加高电压来进行熔结。在这种情况下，不需要分别对各熔结电路安装电源，因此能够将用于熔结的电路结构简单化。另外，由于可以对各充放电部一起进行蓄电、并且可以在各熔结电路中同时进行熔结，因此能够缩短检查时间。
在上述电力提供电路中，上述多个熔结电路也可以相对于电力提供用电源并联连接，在上述电力提供电路中设置抑制熔结电路相互通电的电阻。
也可以在上述各熔结电路中连接接通和断开上述充放电部与探针对之间的电气连接的开关元件。
也可以在上述各熔结电路中连接将检查用的电信号发送到探针的检查电路，在其连接部中设置接通和断开上述各熔结电路与上述检查电路之间的电气连接的开关元件。
根据其它观点的本发明，是一种探针卡，在被检查体侧的表面上支撑多个探针，使该探针接触被检查体的端子，由此对被检查体的电气特性进行检查，其特征在于，具有：多个熔结电路，具有两个一组的探针对和连接到该探针对的充放电部，在上述探针对接触到被检查体的端子的状态下通过上述充放电部的电力对上述探针对施加电压，利用熔结现象来实现探针与端子之间的电导通；以及电力提供电路，其连接到上述多个熔结电路，对上述各熔结电路的充放电部进行蓄电。此外，上述充放电部也可以是电容器。
在上述电力提供电路中，上述多个熔结电路也可以相对于电力提供用电源并联连接，在上述电力提供电路中设置抑制熔结电路相互通电的电阻。
也可以在上述各熔结电路中连接接通和断开上述充放电部与探针对之间的电气连接的开关元件。
也可以在上述各熔结电路中连接将检查用的电信号发送到探针的检查电路，在其连接部中设置接通和断开上述各熔结电路与上述检查电路之间的电气连接的开关元件。
根据其它观点的本发明，是一种检查方法，使用上述检查装置或探针卡来对被检查体的电气特性进行检查，其特征在于，具有如下工序：通过电力提供电路对多个熔结电路的充放电部进行蓄电；使上述各熔结电路的探针对接触被检查体的端子，通过上述充放电部的电力对上述探针对施加电压，利用熔结现象来实现探针与被检查体的端子之间的电导通；以及其后在使探针接触到端子的状态下对探针发送检查用的电信号来对被检查体的电气特性进行检查。
也可以在从进行使用了上述检查用的电信号的一次检查之后到进行下一次检查为止的期间，对上述充放电部进行蓄电。
发明的效果
根据本发明，用于熔结的电路结构变得简单化开且变得便宜。另外，能够在同一时间对被检查体的多个端子进行熔结，因此也能够缩短检查时间。
附图说明
图1是表示检查装置的结构的概要的侧视图。
图2是表示熔结电路、电力提供电路以及检查电路的结构的概要的说明图。
图3是表示晶片的检查区域的一例的平面图。
附图标记说明
1：检查装置；2：探针卡；3：吸盘；5：测试器；10a、10b：探针；12：印刷布线基板；13：电力提供基板；30：熔结电路；31：电容器；40：电力提供电路；41：充电用电源；50：检查电路；P：电极；W：晶片。
具体实施方式
下面，说明本发明的最佳实施方式。图1是表示本实施方式所涉及的检查装置1的结构的说明图。
检查装置1例如具备探针卡2、吸附保持作为被检查体的晶片W的吸盘3、使吸盘3移动的移动机构4、及测试器5等。
探针卡2例如具备：接触器11，其在下表面支撑数百个以上的多个探针10；印刷布线基板12，其被安装在该接触器11的上表面侧；及电力提供基板13，其被安装在该印刷布线基板12的上表面侧。各探针10通过接触器11的主体电气连接到印刷布线基板12。在探针卡2上电气连接有测试器5，能够通过探针卡2从测试器5对各探针10发送接收用于检查电气特性的电信号。在后面说明印刷布线基板12和电力提供基板13的具体的电路结构。
吸盘3形成为具有水平上表面的大致圆盘状。在吸盘3的上表面上设置有用于吸附晶片W的吸引口3a。在吸引口3a上例如连接有吸引管3b，该吸引管3b通过吸盘3的内部连通到外部的负压产生装置14。
移动机构4具备升降吸盘3的例如气缸等升降驱动部20以及X-Y载物台21，该X-Y载物台21使升降驱动部20在水平方向上正交的两个方向(X方向与Y方向)上移动。由此，能够三维移动吸盘3所保持的晶片W，使位于上方的特定的探针10接触晶片W表面的各电极。
接着，说明上述印刷布线基板12和电力提供基板13的电路结构。图2是表示印刷布线基板12和电力提供基板13的电路结构的一例的说明图。
上述探针卡2的多个探针10在相互接近的探针之间构成两个一组的探针对10a、10b。在印刷布线基板12上，例如在存在多个的各探针对10a、10b的每个探针对10a、10b上形成有熔结电路30。熔结电路30例如构成为：在两端连接有探针对10a、10b，在该探针对10a、10b之间串联连接有电容器31、开关元件32及二极管33。
电容器31能够对用于在探针对10a、10b之间施加3V以上的高电压的电力进行蓄电。该电容器容量为10μF～470μF左右。开关元件32能够接通和断开电容器31与探针对10a、10b之间的电气连接。该开关元件32的动作例如能够通过来自测试器5的熔结开始/停止信号来进行控制。该熔结电路30分别形成在存在于探针卡2上的多个探针对10a、10b上，因此在印刷布线基板12上形成有多个熔结电路30。
上述存在多个的熔结电路30都连接在电力提供基板13的电力提供电路40上。电力提供电路40例如具有一个充电用电源41，各熔结电路30的电容器31并联连接在该充电用电源41上。通过该电力提供电路40的充电用电源41，能够对多个熔结电路30的各电容器31一起进行蓄电。另外，在连接电力提供电路40与电容器31的连接线40a上设置有1kΩ～20kΩ左右的电阻42。利用该电阻42，能够抑制在熔结电路30之间通过电力提供电路40相互通电。
在各熔结电路30上连接有连通测试器5的检查电路50。检查电路50能够通过熔结电路30将来自测试器5的检查用电信号传送到各探针10a、10b。在检查电路50与各熔结电路30之间的连接线50a上设置有对检查电路50与熔结电路30的各探针10a、10b之间的电气连接进行接通和断开的开关元件51。开关元件51的动作例如能够通过来自测试器5的测试开始/停止信号来进行控制。
接着，说明通过上述那样构成的检查装置1来进行的晶片W的电气特性的检查程序。
首先，电力提供电路40的充电用电源41开始工作，例如对探针卡2的所有熔结电路30的各电容器31进行蓄电。接着，如图1所示，晶片W被吸附保持在吸盘3上，吸盘3上的晶片W通过移动机构4上升，如图2所示，各探针对10a、10b接触晶片W上的各电极P。此时，例如如图3所示，各探针对10a、10b接触晶片W上的一部分的第一区域R1的各电极P。
当使探针对10a、10b接触第一区域R1的各电极P时，图2所示的开关元件32被切换为接通，探针对10a、10b与电容器31被电气连接。由此，通过蓄积在电容器31中的电力而对探针对10a、10b之间施加高电压。由此，对电极P的表面施加高电压，通过熔结现象而在电极P的表面的氧化膜上引起绝缘击穿，从而实现探针10a、10b与电极P之间的电导通。
其后，例如开关元件32被切换为断开，而开关元件51被切换为接通，检查电路50与探针10a、10b被电气连接。其后，来自测试器5的检查用的电信号通过检查电路50被传送到各探针10a、10b，从而对晶片W上的第一区域R1的电子电路的电气特性进行检查。
当第一区域R1的电气特性的检查结束时，开关元件51被切换为断开，其后，由吸盘3移动晶片W，各探针对10a、10b例如接触图3所示的下一个区域的第二区域R2的各电极P。例如在该检查区域之间进行移动的期间，通过电力提供电路40的充电用电源41来对各熔结电路30的电容器31进行蓄电。其后，与上述同样地通过各电容器31的电力对各探针对10a、10b施加高电压，在第二区域R2的电极P中进行熔结。接着通过检查电路50对各探针10a、10b传送检查用电信号，对第二区域的电子电路的电气特性进行检查。如上所述，依次对晶片W上的多个区域R1～R4的电子电路进行检查，每当检查各区域的间歇就对各电容器31进行蓄电。然后，当所有区域R1～R4的电子电路的检查结束时，将晶片W从吸盘3取下，结束一系列的检查程序。
根据上述实施方式，在检查装置1具有的多个探针对10a、10b中的每个探针对10a、10b上形成熔结电路30，在各熔结电路30上设置电容器31，并且将这些熔结电路30连接到电力提供电路40。由此，能够通过一个电力提供电路40对各熔结电路30的电容器31进行蓄电，并通过该电容器31的电力来进行探针对10a、10b的熔结，因此能够使进行熔结的电路结构简单化。另外，能够通过电力提供电路40来对多个电容器31同时进行蓄电，并且还能够同时进行各探针对10a、10b的熔结，因此能够在短时间内进行检查。
将电阻42连接到电力提供电路40的连接线40a上，因此例如能够抑制熔结时的各熔结电路30的电流通过连接线40a而流出到其它熔结电路30。由此，能够使各熔结电路30中的电压稳定。另外，还能够抑制从检查电路50到特定的熔结电路30的检查用的电信号通过连接线40a进入其它熔结电路30。其结果是，能够适当地进行各熔结电路30中的熔结、通过检查用的电信号进行的检查。
在各熔结电路30中设置有开关元件32，因此能够以规定的定时通过从各电容器31向各探针对10a、10b提供电力而进行熔结。另外，在检查电路50与各熔结电路30之间的连接线50a上设置有开关元件51，因此能够适当地进行熔结与检查的切换。
在上述实施方式中，依次对晶片W上的各区域R1～R4中的每个区域进行检查，在使探针10a、10b在该区域R1～R4之间进行移动的间隙对电容器31进行蓄电，因此没有用于蓄电的等待时间，从而能够进一步缩短检查时间。此外，上述实施方式中的晶片W上的检查区域R1～R4并不限于上述例。另外，在上述实施方式中，也可以以晶片W被切割之后的芯片为单位进行电气特性的检查，在这种情况下，例如也可以在交换芯片的间隙对电容器31进行蓄电。
如上所述，参照附图说明了本发明的最佳实施方式，但是本发明并不限于上述例，如果是本领域技术人员，能够在权利要求书所述的观点的范畴内想得到各种变更例或修正例是显而易见的，这些当然也属于本发明的技术范围。例如在上述实施方式中所述的电力提供电路40被形成在印刷布线基板12上的电力提供基板13上，但是也可以形成在检查装置1内的其它部分、例如印刷布线基板12内。另外，利用上述实施方式中所述的检查装置1来进行检查的被检查体可以是由晶体管等普通的半导体设备形成，也可以是功率晶体管、POWERMOSFET(光电效应晶体管)、IGBT(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)等功率设备形成。
产业上的可利用性
本发明在对被检查体的电气特性进行检查的检查装置中具有简单的电路结构，对缩短检查时间有用。

Claims (3)

1.一种检查方法，使用探针卡来对被检查体的电气特性进行检查，其中，该探针卡在被检查体侧的表面支撑多个探针，
上述探针卡具有：
多个熔结电路，具有两个一组的探针对和连接到该探针对的充放电部，在上述探针对接触到被检查体的端子的状态下通过上述充放电部的电力对上述探针对施加电压，利用熔结现象来实现探针与端子之间的电导通；
电力提供电路，其连接到上述多个熔结电路，对上述各熔结电路的充放电部进行蓄电，
电阻，其设置在连接上述电力提供电路与上述充放电部的连接线上，抑制熔结电路相互通电，其中，在上述电力提供电路中上述多个熔结电路相对于电力提供用电源并联连接，
检查电路，其连接于上述多个熔结电路，将检查用的电信号发送到探针，
开关元件，其接通和断开上述各熔结电路与上述检查电路之间的电气连接，
该检查方法特征在于，具有如下工序：
蓄电工序，通过电力提供电路对上述多个熔结电路的各充放电部进行蓄电；
导通工序，使上述各熔结电路的探针对接触被检查体的端子，通过上述充放电部的电力对上述探针对施加电压，利用熔结现象来实现探针与被检查体的端子之间的电导通；以及
检查工序，在上述蓄电工序、上述导通工序之后在使探针接触到端子的状态下对探针发送检查用的电信号来对被检查体的电气特性进行检查，
其中，对被检查体上的多个区域依次进行上述蓄电工序、上述导通工序以及上述检查工序，
在上述多个区域中，在对一个区域进行上述导通工序以及上述检查工序之后到对另一个区域进行上述导通工序以及上述检查工序之前的期间，进行上述蓄电工序。
2.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
上述充放电部是电容器。
3.根据权利要求1或2所述的检查方法，其特征在于，
在上述各熔结电路中连接有接通和断开上述充放电部与探针对之间的电气连接的开关元件。
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