JP2001153886A - プローブカード、及びこれを備えたテスト装置 - Google Patents
プローブカード、及びこれを備えたテスト装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プローブ針への溶融物の付着を抑制するとと
もに、溶融付着物の酸化による接触抵抗の増大を回復で
きるプローブカードを提供する。 【解決手段】 プローブカードの１つの電極パッドに接
触させるプローブ針を複数本とし、前記複数本のプロー
ブ針を並列に接続して同電位とし、プローブ針を流れる
電流が半分以下となるように構成し、ジュール熱による
発熱を低減させ、電極パッドの構成材であるアルミニウ
ムの溶融を防止するようにした。
もに、溶融付着物の酸化による接触抵抗の増大を回復で
きるプローブカードを提供する。 【解決手段】 プローブカードの１つの電極パッドに接
触させるプローブ針を複数本とし、前記複数本のプロー
ブ針を並列に接続して同電位とし、プローブ針を流れる
電流が半分以下となるように構成し、ジュール熱による
発熱を低減させ、電極パッドの構成材であるアルミニウ
ムの溶融を防止するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
電気的特性確認のテスト（ウエハテスト）、表示デバイ
スの表示テスト、電子回路基板の動作テストなどの半導
体集積回路のテスト、および回路調整を行うためのプロ
ーブカードに関するものである。また前記プローブカー
ドを備えたテスト装置に関するものである。
電気的特性確認のテスト（ウエハテスト）、表示デバイ
スの表示テスト、電子回路基板の動作テストなどの半導
体集積回路のテスト、および回路調整を行うためのプロ
ーブカードに関するものである。また前記プローブカー
ドを備えたテスト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造の分野において、半導
体ウェハの状態における複数の回路素子の電気的動作テ
ストは、プローブカードと称される測定器具を用いて行
われる。図７は従来のプローブカードを示す平面図であ
る。従来のプローブカードでは、半導体ウェハの単位ブ
ロックである回路素子１１（半導体集積回路）の上面の
周辺部には一定間隔に電極パッド１２が設けられてお
り、この電極パッド１２の各々にプローブカードの複数
の探針（プローブ針）１〜１０の各々の先端が接触する
ように配設される。さらに、プローブカードには、例え
ば中心部が開口された回路基板１０１が備えられてお
り、上記回路素子１１の電極パッド１２に接触する複数
のプローブ針１〜１０の後端が取り付けられた構成にな
っている。このプローブカードにはテスト装置（図示せ
ず）が接続され、テスト結果の記録あるいは表示などが
行えるようになっている。また、予め回路素子１１中に
メタル抵抗体を設けておき、プローブカードから電流を
流して前記メタル抵抗体を溶融させて抵抗値を変えた
り、予め回路素子１１中にダイオードで冗長回路を設け
ておき、プローブカードから電圧を印加してショートア
ウトさせ、迂回させて半導体集積回路を調整することも
行われている。
体ウェハの状態における複数の回路素子の電気的動作テ
ストは、プローブカードと称される測定器具を用いて行
われる。図７は従来のプローブカードを示す平面図であ
る。従来のプローブカードでは、半導体ウェハの単位ブ
ロックである回路素子１１（半導体集積回路）の上面の
周辺部には一定間隔に電極パッド１２が設けられてお
り、この電極パッド１２の各々にプローブカードの複数
の探針（プローブ針）１〜１０の各々の先端が接触する
ように配設される。さらに、プローブカードには、例え
ば中心部が開口された回路基板１０１が備えられてお
り、上記回路素子１１の電極パッド１２に接触する複数
のプローブ針１〜１０の後端が取り付けられた構成にな
っている。このプローブカードにはテスト装置（図示せ
ず）が接続され、テスト結果の記録あるいは表示などが
行えるようになっている。また、予め回路素子１１中に
メタル抵抗体を設けておき、プローブカードから電流を
流して前記メタル抵抗体を溶融させて抵抗値を変えた
り、予め回路素子１１中にダイオードで冗長回路を設け
ておき、プローブカードから電圧を印加してショートア
ウトさせ、迂回させて半導体集積回路を調整することも
行われている。
【０００３】このようなプローブカードにおいて、上記
プローブ針１〜１０を半導体集積回路の電極パッド１２
に接触させてテストなどを行うと、電極パッド１２とプ
ローブ針１〜１０との間に絶縁膜（酸化膜）が介在する
場合があり、これによって接触抵抗が高くなるため、誤
測定をするという問題があった。この問題を解決するた
めに、電極パッドにプローブ針を押し当て、電極パッド
表面の酸化膜を破って新生面に接触をさせて対処されて
いるが、掻き削った酸化膜が堆積して、電極パッド１２
とプローブ針１〜１０の間に介在し、長期的に使用でき
ない問題があった。
プローブ針１〜１０を半導体集積回路の電極パッド１２
に接触させてテストなどを行うと、電極パッド１２とプ
ローブ針１〜１０との間に絶縁膜（酸化膜）が介在する
場合があり、これによって接触抵抗が高くなるため、誤
測定をするという問題があった。この問題を解決するた
めに、電極パッドにプローブ針を押し当て、電極パッド
表面の酸化膜を破って新生面に接触をさせて対処されて
いるが、掻き削った酸化膜が堆積して、電極パッド１２
とプローブ針１〜１０の間に介在し、長期的に使用でき
ない問題があった。
【０００４】上記問題を解決したプローブカードとして
は、例えば特開平１１―１４８９４７号公報に開示され
た筆者らの発明がある。これはプローブ針を回路素子１
１の電極パッド１２に押し当てた時に、電極パッド１２
が特定の結晶方位のみでせん断変形することを利用した
もので、せん断変形させることにより常に電極パッドの
新生面をプローブ針先端に接触させ、接触抵抗を上げ
ず、安定して長期的にテストができるようにしたもので
ある。このプローブ針は、プローブ針と電極パッドの接
触角を考慮して、上記せん断変形させるようにし、プロ
ーブ針の先端形状を、従来の平坦から、球状とし、上記
球状曲面の曲率半径ｒを電極パッド厚さｔに対して９ｔ
≦ｒ≦３５ｔとしたものである。
は、例えば特開平１１―１４８９４７号公報に開示され
た筆者らの発明がある。これはプローブ針を回路素子１
１の電極パッド１２に押し当てた時に、電極パッド１２
が特定の結晶方位のみでせん断変形することを利用した
もので、せん断変形させることにより常に電極パッドの
新生面をプローブ針先端に接触させ、接触抵抗を上げ
ず、安定して長期的にテストができるようにしたもので
ある。このプローブ針は、プローブ針と電極パッドの接
触角を考慮して、上記せん断変形させるようにし、プロ
ーブ針の先端形状を、従来の平坦から、球状とし、上記
球状曲面の曲率半径ｒを電極パッド厚さｔに対して９ｔ
≦ｒ≦３５ｔとしたものである。
【０００５】また、図８は特開平６−１８５６０号公報
に開示された従来の他のプローブカードの断面図であ
る。このプローブカードでは、回路素子１１の上面の電
極パッド１２に接触するプローブ針１の後端は回路基板
１０１に取り付けられており、さらにプローブ針１に
は、超音波振動子２１と、コイル２２、および超音波発
振器２３が設けられ、プローブ針１に振動を加えること
によって酸化膜を破り安定な電気的接触を確保しようと
するものである。
に開示された従来の他のプローブカードの断面図であ
る。このプローブカードでは、回路素子１１の上面の電
極パッド１２に接触するプローブ針１の後端は回路基板
１０１に取り付けられており、さらにプローブ針１に
は、超音波振動子２１と、コイル２２、および超音波発
振器２３が設けられ、プローブ針１に振動を加えること
によって酸化膜を破り安定な電気的接触を確保しようと
するものである。
【０００６】また、プローブ針１先端に機械的に勘合し
た状態で付着したアルミニウムをスクラブ（半導体集積
回路の電極表面に対して横滑り）させることによって排
斥するメンテナンス処理もなされていた。
た状態で付着したアルミニウムをスクラブ（半導体集積
回路の電極表面に対して横滑り）させることによって排
斥するメンテナンス処理もなされていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプローブカードでは、例えば１Ａを越えるような大
きな電流を流す場合、プローブ針１と電極パッド１２と
の接触面での電気抵抗が大きいため、発熱を伴う問題が
あった。例えば、プローブ針１の先端が酸化し、電極パ
ッドとの接触抵抗が数オーム程度以上となると、ジュー
ル熱によって電極パッド１２の構成材であるアルミニウ
ムの融点（約６６０℃）以上となり、アルミニウムが溶
融して、プローブ針１の先端に付着する。上記溶融によ
って付着したアルミニウムは、超音波振動やスクラブ処
理では排斥できず、一旦アルミニウムの溶融・付着が起
こると、その表面が酸化して接触抵抗が高くなり、１Ａ
以下の電流値でも発熱しやすくなる。このようなテスト
を繰り返すと、プローブ針先端にアルミニウムが堆積し
ていくという悪循環を避けられず、終には導通が取れな
くなる問題があった。
来のプローブカードでは、例えば１Ａを越えるような大
きな電流を流す場合、プローブ針１と電極パッド１２と
の接触面での電気抵抗が大きいため、発熱を伴う問題が
あった。例えば、プローブ針１の先端が酸化し、電極パ
ッドとの接触抵抗が数オーム程度以上となると、ジュー
ル熱によって電極パッド１２の構成材であるアルミニウ
ムの融点（約６６０℃）以上となり、アルミニウムが溶
融して、プローブ針１の先端に付着する。上記溶融によ
って付着したアルミニウムは、超音波振動やスクラブ処
理では排斥できず、一旦アルミニウムの溶融・付着が起
こると、その表面が酸化して接触抵抗が高くなり、１Ａ
以下の電流値でも発熱しやすくなる。このようなテスト
を繰り返すと、プローブ針先端にアルミニウムが堆積し
ていくという悪循環を避けられず、終には導通が取れな
くなる問題があった。
【０００８】また、プローブ針１に荷重を加えることに
よって、電極パッド１２との接触面積を確保し、接触抵
抗を小さくして発熱を抑える試みもなされたが、特にア
ルミニウムの付着によってプローブ針１の先端形状が変
化した場合、上記荷重により、回路素子１１にクラック
が発生するという問題も発生した。
よって、電極パッド１２との接触面積を確保し、接触抵
抗を小さくして発熱を抑える試みもなされたが、特にア
ルミニウムの付着によってプローブ針１の先端形状が変
化した場合、上記荷重により、回路素子１１にクラック
が発生するという問題も発生した。
【０００９】また、プローブ針１の先端を太くするなど
して接触面積を増大させると、発熱は軽減できるが、テ
ストを繰り返すうちに接触抵抗が高くなり、加速度的に
発熱量が増大してアルミニウムの溶融・付着が起こると
いう問題があった。
して接触面積を増大させると、発熱は軽減できるが、テ
ストを繰り返すうちに接触抵抗が高くなり、加速度的に
発熱量が増大してアルミニウムの溶融・付着が起こると
いう問題があった。
【００１０】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、プローブ針への溶融物の付着を抑制する
とともに、溶融付着物の酸化による接触抵抗の増大を回
復できるプローブカードと、これを用いたテスト装置を
提供することを目的とするものである。
されたもので、プローブ針への溶融物の付着を抑制する
とともに、溶融付着物の酸化による接触抵抗の増大を回
復できるプローブカードと、これを用いたテスト装置を
提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる第１の
プローブカードは、電気信号を送受して半導体集積回路
の動作をテストする回路基板と、一端が前記回路基板に
接続され、他端が前記半導体集積回路に接続された電極
に接触される複数のプローブ針とを備え、半導体集積回
路のテスト時に、前記複数のプローブ針の少なくとも２
本を同電位とし、前記同電位のプローブ針を前記半導体
集積回路の同一の電極に配置したものである。
プローブカードは、電気信号を送受して半導体集積回路
の動作をテストする回路基板と、一端が前記回路基板に
接続され、他端が前記半導体集積回路に接続された電極
に接触される複数のプローブ針とを備え、半導体集積回
路のテスト時に、前記複数のプローブ針の少なくとも２
本を同電位とし、前記同電位のプローブ針を前記半導体
集積回路の同一の電極に配置したものである。
【００１２】この発明に係わる第２のプローブカード
は、前記第１のプローブカードのプローブ針の先端部を
概略球形状にしたものである。
は、前記第１のプローブカードのプローブ針の先端部を
概略球形状にしたものである。
【００１３】この発明に係わる第３のプローブカード
は、電気信号を送受して半導体集積回路の動作をテスト
する回路基板と、一端が前記回路基板に接続され、他端
が前記半導体集積回路に接続された電極に接触されるプ
ローブ針とを備え、前記プローブ針に電圧を印加して、
前記プローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる回路を具備
したものである。
は、電気信号を送受して半導体集積回路の動作をテスト
する回路基板と、一端が前記回路基板に接続され、他端
が前記半導体集積回路に接続された電極に接触されるプ
ローブ針とを備え、前記プローブ針に電圧を印加して、
前記プローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる回路を具備
したものである。
【００１４】この発明に係わる第１のテスト装置は、前
記第１ないし３のいずれかのプローブカードを具備した
ものである。
記第１ないし３のいずれかのプローブカードを具備した
ものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実
施の形態１におけるプローブカードの斜視図、図２はプ
ローブ針と半導体集積回路の電極パッドとの接触状態を
示す断面図であり、図において、１〜８、９０ａ、９０
ｂ、１００ａ、１００ｂはプローブ針（先端は平坦形
状）、９０、１００はツインプローブ針、１１は回路素
子、１２は電極パッド、１０１は回路基板である。
施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実
施の形態１におけるプローブカードの斜視図、図２はプ
ローブ針と半導体集積回路の電極パッドとの接触状態を
示す断面図であり、図において、１〜８、９０ａ、９０
ｂ、１００ａ、１００ｂはプローブ針（先端は平坦形
状）、９０、１００はツインプローブ針、１１は回路素
子、１２は電極パッド、１０１は回路基板である。
【００１６】このプローブカードにおいて、プローブ針
１〜８は、半導体集積回路の回路素子１１に設けられた
電極１２に対し、それぞれ１つずつ接触する。一方、９
０、１００はそれぞれ、２本のプローブ針９０ａ、９０
ｂ、および１００ａ、１００ｂで構成されるツインプロ
ーブ針で、それぞれ１つの電極パッド１２に接触し、か
つ回路基板１０１の回路（図示せず）でそれぞれ並列に
接続され同電位となっている。したがって、ツインプロ
ーブ針９０、１００を構成するプローブ針９０ａ、９０
ｂ、１００ａ、１００ｂを流れる電流は半分となるた
め、ジュール熱による発熱を低減させることができ、電
極パッド１２の構成材であるアルミニウムの溶融を防止
することができる。
１〜８は、半導体集積回路の回路素子１１に設けられた
電極１２に対し、それぞれ１つずつ接触する。一方、９
０、１００はそれぞれ、２本のプローブ針９０ａ、９０
ｂ、および１００ａ、１００ｂで構成されるツインプロ
ーブ針で、それぞれ１つの電極パッド１２に接触し、か
つ回路基板１０１の回路（図示せず）でそれぞれ並列に
接続され同電位となっている。したがって、ツインプロ
ーブ針９０、１００を構成するプローブ針９０ａ、９０
ｂ、１００ａ、１００ｂを流れる電流は半分となるた
め、ジュール熱による発熱を低減させることができ、電
極パッド１２の構成材であるアルミニウムの溶融を防止
することができる。
【００１７】本実施の形態のツインプローブ針９０、１
００の効果を確認するため、次の実験を行った。まず、
タングステンを構成材としたツインプローブ針の１本９
０ａのみを電極パッド１２に接触させ、約１Ａの電流を
１００μｓ程度流した。すると、発熱し電極パッド１２
の構成材であるアルミニウムが溶融し、アルミニウムは
タングステン表面と反応した。次にツインプローブ９０
を電極パッド１２に接触させ、同様に、約１Ａの電流を
１００μｓ程度流した。その結果、電極パッドの溶融は
なく、再び接触させてもアルミニウム付着がないので、
接触抵抗が大きくなることもなく、安定したテストを行
うことができた。さらにテストを行うと、ツインプロー
ブ針９０の１本９０ａの接触抵抗がやや高くなったが、
他方９０ｂに電流が流れるため、継続して発熱を抑制で
きることを確認できた。また、ツインプローブ針９０の
１本９０ａには、アルミニウムおよびアルミニウムの酸
化物は付着しているが、溶融による付着ではないため、
その後さらにテストを繰り返すと、電極パッド１２との
接触によるスクラブ作用で接触抵抗が回復し、初期に近
い状態となった。
００の効果を確認するため、次の実験を行った。まず、
タングステンを構成材としたツインプローブ針の１本９
０ａのみを電極パッド１２に接触させ、約１Ａの電流を
１００μｓ程度流した。すると、発熱し電極パッド１２
の構成材であるアルミニウムが溶融し、アルミニウムは
タングステン表面と反応した。次にツインプローブ９０
を電極パッド１２に接触させ、同様に、約１Ａの電流を
１００μｓ程度流した。その結果、電極パッドの溶融は
なく、再び接触させてもアルミニウム付着がないので、
接触抵抗が大きくなることもなく、安定したテストを行
うことができた。さらにテストを行うと、ツインプロー
ブ針９０の１本９０ａの接触抵抗がやや高くなったが、
他方９０ｂに電流が流れるため、継続して発熱を抑制で
きることを確認できた。また、ツインプローブ針９０の
１本９０ａには、アルミニウムおよびアルミニウムの酸
化物は付着しているが、溶融による付着ではないため、
その後さらにテストを繰り返すと、電極パッド１２との
接触によるスクラブ作用で接触抵抗が回復し、初期に近
い状態となった。
【００１８】次に、ツインプローブ針９０、１００を備
えた本実施の形態のプローブカードと、図７に示した従
来のプローブカード（プローブ針の先端部は平坦形状）
を用いて、大電流を要する半導体集積回路のテストを行
い、接触抵抗およびテスト（コンタクト）回数を比較し
た。従来のプローブカードのプローブ針９、１０およ
び、本実施の形態のプローブカードのプローブ針９０、
１００には、１Ａの電流が１００μｓ程度流れるように
回路設計されている（プローブ針１〜８には大電流は流
れない）。従来のプローブカードのプローブ針９、１０
ではアルミニウムが溶融するため、いずれも数コンタク
トで数オームの接触抵抗となり、さらに数十コンタクト
追加すると、回路はオープン状態となった。一方、本実
施の形態のプローブカードのツインプローブ針９０、１
００では、アルミニウムの溶融が抑制されているので、
いずれも数百コンタクト１オーム以下の接触抵抗を確保
することができた。また、その後数百コンタクトテスト
を続けたが、オープン状態にはならないことを確認し
た。
えた本実施の形態のプローブカードと、図７に示した従
来のプローブカード（プローブ針の先端部は平坦形状）
を用いて、大電流を要する半導体集積回路のテストを行
い、接触抵抗およびテスト（コンタクト）回数を比較し
た。従来のプローブカードのプローブ針９、１０およ
び、本実施の形態のプローブカードのプローブ針９０、
１００には、１Ａの電流が１００μｓ程度流れるように
回路設計されている（プローブ針１〜８には大電流は流
れない）。従来のプローブカードのプローブ針９、１０
ではアルミニウムが溶融するため、いずれも数コンタク
トで数オームの接触抵抗となり、さらに数十コンタクト
追加すると、回路はオープン状態となった。一方、本実
施の形態のプローブカードのツインプローブ針９０、１
００では、アルミニウムの溶融が抑制されているので、
いずれも数百コンタクト１オーム以下の接触抵抗を確保
することができた。また、その後数百コンタクトテスト
を続けたが、オープン状態にはならないことを確認し
た。
【００１９】尚、本実施の形態において、２本のプロー
ブ針を同電位とするツインプローブの例を示したが、プ
ローブ針を３本、あるいはそれ以上にしてもよい。
ブ針を同電位とするツインプローブの例を示したが、プ
ローブ針を３本、あるいはそれ以上にしてもよい。
【００２０】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２におけるプローブ針と半導体集積回路の電極パッド
との接触状態を示す断面図であり、図において、９０は
ツインプローブ針、９０ａ、９０ｂはプローブ針、１１
は回路素子、１２は電極パッド、１３は先端部である。
このプローブカードにおいて、プローブ針９０ａ、９０
ｂは、回路素子１１に設けられた電極１２に対し、それ
ぞれ１つの電極パッド１２に接触し、かつ同電位に設定
されたツインプローブ針９０となっており、さらに、先
端部１３がを球形となっている。したがって、上記実施
の形態１と同様に、発熱を抑制できるとともに、電極パ
ッド１２をせん断変形させ、常に電極パッド１２の新生
面をプローブ針に接触させることもできる。さらに、本
実施の形態では、大電流を流したときに電極パッドのア
ルミニウムが温度上昇して塑性変形しやすくなって変形
するが、ツインプローブ針の先端形状を球状にしている
ため、プローブ針の先端部１３が電極パッド１２に沈み
込むことによって接触面積が広がり、接触抵抗が下が
り、さらに発熱を抑えることができる。
態２におけるプローブ針と半導体集積回路の電極パッド
との接触状態を示す断面図であり、図において、９０は
ツインプローブ針、９０ａ、９０ｂはプローブ針、１１
は回路素子、１２は電極パッド、１３は先端部である。
このプローブカードにおいて、プローブ針９０ａ、９０
ｂは、回路素子１１に設けられた電極１２に対し、それ
ぞれ１つの電極パッド１２に接触し、かつ同電位に設定
されたツインプローブ針９０となっており、さらに、先
端部１３がを球形となっている。したがって、上記実施
の形態１と同様に、発熱を抑制できるとともに、電極パ
ッド１２をせん断変形させ、常に電極パッド１２の新生
面をプローブ針に接触させることもできる。さらに、本
実施の形態では、大電流を流したときに電極パッドのア
ルミニウムが温度上昇して塑性変形しやすくなって変形
するが、ツインプローブ針の先端形状を球状にしている
ため、プローブ針の先端部１３が電極パッド１２に沈み
込むことによって接触面積が広がり、接触抵抗が下が
り、さらに発熱を抑えることができる。
【００２１】本実施の形態のツインプローブ９０ａ、９
０ｂの先端部１３を、曲率半径が１５μｍ程度の球形状
にして、上記実施の形態１と同様の評価を行った。すな
わち、先端部が球形状のツインプローブ針９０を備えた
本実施の形態のプローブカードと、図７に示した従来の
プローブカード（プローブ針の先端部は球形状）を用い
て、大電流を要する半導体集積回路のテストを行い、接
触抵抗およびテスト（コンタクト）回数を比較した。先
端部が球形状のプローブ針９および、本実施の形態のプ
ローブカードのプローブ針９０には、１Ａの電流が１０
０μｓ流れるように回路設計されている。プローブ針９
では、先端が球形状となっているため、上記実施の形態
１で示した先端が平坦なプローブ針を用いた場合より、
コンタクト回数は向上したが、アルミニウムは溶融し、
いずれも２００コンタクト程度で接触抵抗が高くなっ
た。これに比し、本実施の形態のプローブカードのツイ
ンプローブ針９０では、先端部が球形状となっているの
でさらに接触抵抗が小さくなり、アルミニウムの溶融が
抑制され、いずれも１０００コンタクト程度１オーム以
下の接触抵抗を確保することができた。また、その後５
００コンタクトテストを続けたが、オープン状態にはな
らないことを確認した。したがって、寿命（コンタクト
回数）を上記実施の形態１のツインプローブを有するプ
ローブカードの２倍程度向上できた。
０ｂの先端部１３を、曲率半径が１５μｍ程度の球形状
にして、上記実施の形態１と同様の評価を行った。すな
わち、先端部が球形状のツインプローブ針９０を備えた
本実施の形態のプローブカードと、図７に示した従来の
プローブカード（プローブ針の先端部は球形状）を用い
て、大電流を要する半導体集積回路のテストを行い、接
触抵抗およびテスト（コンタクト）回数を比較した。先
端部が球形状のプローブ針９および、本実施の形態のプ
ローブカードのプローブ針９０には、１Ａの電流が１０
０μｓ流れるように回路設計されている。プローブ針９
では、先端が球形状となっているため、上記実施の形態
１で示した先端が平坦なプローブ針を用いた場合より、
コンタクト回数は向上したが、アルミニウムは溶融し、
いずれも２００コンタクト程度で接触抵抗が高くなっ
た。これに比し、本実施の形態のプローブカードのツイ
ンプローブ針９０では、先端部が球形状となっているの
でさらに接触抵抗が小さくなり、アルミニウムの溶融が
抑制され、いずれも１０００コンタクト程度１オーム以
下の接触抵抗を確保することができた。また、その後５
００コンタクトテストを続けたが、オープン状態にはな
らないことを確認した。したがって、寿命（コンタクト
回数）を上記実施の形態１のツインプローブを有するプ
ローブカードの２倍程度向上できた。
【００２２】また、先端部が球形状となっているので接
触面積を確保することができるため、１．５Ａ程度に電
流を増大させても、上記と同様に１０００コンタクト程
度１オーム以下の接触抵抗を確保することができた。
触面積を確保することができるため、１．５Ａ程度に電
流を増大させても、上記と同様に１０００コンタクト程
度１オーム以下の接触抵抗を確保することができた。
【００２３】実施の形態３．図４は、本発明の実施の形
態３における半導体集積回路のテスト装置の構成図、図
５は本発明の実施の形態３における半導体集積回路のテ
スト方法を示す工程図であり、図において、１１は回路
素子、１２は電極パッド、１４は絶縁破壊回路、１５は
半導体集積回路ののテストを行うテスト回路、１４ａ、
１５ａはスイッチ、９０はツインプローブ針、９０ａ、
９０ｂはプローブ針である。
態３における半導体集積回路のテスト装置の構成図、図
５は本発明の実施の形態３における半導体集積回路のテ
スト方法を示す工程図であり、図において、１１は回路
素子、１２は電極パッド、１４は絶縁破壊回路、１５は
半導体集積回路ののテストを行うテスト回路、１４ａ、
１５ａはスイッチ、９０はツインプローブ針、９０ａ、
９０ｂはプローブ針である。
【００２４】このテスト装置において、回路素子１１上
の電極パッド１２にツインプローブ針９０を接触させ、
絶縁破壊回路１４に接続されたスイッチ１４ａとは接続
させず、スイッチ１５ａ、１５ｂを用いて、テスト回路
１５に接続し、回路素子１１のテストを行う。このテス
トを継続して行い、コンタクト回数が増えると、やがて
接触抵抗が大きくなる。例えば前記接触抵抗が１オーム
以上になった時に、テストを中断し、スイッチ１５ａ、
１５ｂの接続を断ち、スイッチ１４ａを用いて、絶縁破
壊回路１４と、プローブ針９０ａ、９０ｂを順次接続
し、プローブ針１本ずつ５V程度の電圧を１５ｍｓｅｃ
程度印加する。これによってプローブ針９０ａ、９０ｂ
の先端に付着したアルミニウム酸化膜が破壊するので、
再び接触抵抗を小さくすることができる。したがって前
記接触抵抗が回復したツインプローブ針９０を、再びテ
スト回路１５に接続すると、テストが継続できる。この
テスト装置は、プローブ針９０ａ、９０ｂの先端にアル
ミニウムが付着し酸化アルミニウムとなっても、プロー
ブ針交換、スクラブ処理などのメンテナンスを行わなく
ても、長期間に渡り、半導体集積回路のテストを行うこ
とができる。具体的には、実施の形態１に示したプロー
ブカードに本実施の形態のテスト装置を用いることによ
り、１０００コンタクトで接触抵抗が増大した後、さら
に２０００コンタクト程度テストが行えることを確認し
た。
の電極パッド１２にツインプローブ針９０を接触させ、
絶縁破壊回路１４に接続されたスイッチ１４ａとは接続
させず、スイッチ１５ａ、１５ｂを用いて、テスト回路
１５に接続し、回路素子１１のテストを行う。このテス
トを継続して行い、コンタクト回数が増えると、やがて
接触抵抗が大きくなる。例えば前記接触抵抗が１オーム
以上になった時に、テストを中断し、スイッチ１５ａ、
１５ｂの接続を断ち、スイッチ１４ａを用いて、絶縁破
壊回路１４と、プローブ針９０ａ、９０ｂを順次接続
し、プローブ針１本ずつ５V程度の電圧を１５ｍｓｅｃ
程度印加する。これによってプローブ針９０ａ、９０ｂ
の先端に付着したアルミニウム酸化膜が破壊するので、
再び接触抵抗を小さくすることができる。したがって前
記接触抵抗が回復したツインプローブ針９０を、再びテ
スト回路１５に接続すると、テストが継続できる。この
テスト装置は、プローブ針９０ａ、９０ｂの先端にアル
ミニウムが付着し酸化アルミニウムとなっても、プロー
ブ針交換、スクラブ処理などのメンテナンスを行わなく
ても、長期間に渡り、半導体集積回路のテストを行うこ
とができる。具体的には、実施の形態１に示したプロー
ブカードに本実施の形態のテスト装置を用いることによ
り、１０００コンタクトで接触抵抗が増大した後、さら
に２０００コンタクト程度テストが行えることを確認し
た。
【００２５】実施の形態４．図６は、本発明の実施の形
態４における半導体集積回路のテスト装置の構成図であ
り、図において、１１は予め抵抗体あるいは冗長回路
（図示せず）が設けられた回路素子、１２は電極パッ
ド、１４は絶縁破壊回路、１５は半導体集積回路のテス
トを行うテスト回路、１６は半導体集積回路を調整する
回路、１４ａ〜１６ａはスイッチ、９０はツインプロー
ブ針、９０ａ、９０ｂはプローブ針である。
態４における半導体集積回路のテスト装置の構成図であ
り、図において、１１は予め抵抗体あるいは冗長回路
（図示せず）が設けられた回路素子、１２は電極パッ
ド、１４は絶縁破壊回路、１５は半導体集積回路のテス
トを行うテスト回路、１６は半導体集積回路を調整する
回路、１４ａ〜１６ａはスイッチ、９０はツインプロー
ブ針、９０ａ、９０ｂはプローブ針である。
【００２６】このテスト装置において、上記実施の形態
３と同様に、回路素子１１上の電極パッド１２にツイン
プローブ針９０を接触させ、絶縁破壊回路１４に接続さ
れたスイッチ１４ａとは接続させず、スイッチ１５ａ、
１６ａを用いて、テスト回路１５に接続し、回路素子１
１のテストを行う。このテスト中に回路素子１１の回路
の調整が必要であると判断された場合は、スイッチ１５
ａと１６ａを切り替えて調整回路１６に接続し、電気信
号を送って、回路素子１１中の抵抗体の抵抗値を変えた
り、冗長回路をオープンにして回路を修正したりして調
整を行う。この回路調整を含むテストを継続して行い、
コンタクト回数が増えると、やがて接触抵抗が大きくな
る。例えば前記接触抵抗が１オーム以上になった時に、
テストを中断し、スイッチ１５ａ、１６ｂの接続を断
ち、スイッチ１４ａを用いて、絶縁破壊回路１４と、プ
ローブ針９０ａ、９０ｂを順次接続し、プローブ針１本
ずつ５V程度の電圧を１５ｍｓｅｃ程度印加する。これ
によってプローブ針９０ａ、９０ｂの先端に付着したア
ルミニウム酸化膜が破壊するので、再び接触抵抗を小さ
くすることができる。
３と同様に、回路素子１１上の電極パッド１２にツイン
プローブ針９０を接触させ、絶縁破壊回路１４に接続さ
れたスイッチ１４ａとは接続させず、スイッチ１５ａ、
１６ａを用いて、テスト回路１５に接続し、回路素子１
１のテストを行う。このテスト中に回路素子１１の回路
の調整が必要であると判断された場合は、スイッチ１５
ａと１６ａを切り替えて調整回路１６に接続し、電気信
号を送って、回路素子１１中の抵抗体の抵抗値を変えた
り、冗長回路をオープンにして回路を修正したりして調
整を行う。この回路調整を含むテストを継続して行い、
コンタクト回数が増えると、やがて接触抵抗が大きくな
る。例えば前記接触抵抗が１オーム以上になった時に、
テストを中断し、スイッチ１５ａ、１６ｂの接続を断
ち、スイッチ１４ａを用いて、絶縁破壊回路１４と、プ
ローブ針９０ａ、９０ｂを順次接続し、プローブ針１本
ずつ５V程度の電圧を１５ｍｓｅｃ程度印加する。これ
によってプローブ針９０ａ、９０ｂの先端に付着したア
ルミニウム酸化膜が破壊するので、再び接触抵抗を小さ
くすることができる。
【００２７】尚、上記実施の形態３および４において、
絶縁破壊回路１４を用いてツインプローブ針の先端に生
成した酸化膜を破壊させる例を示したが、１つの電極パ
ッド上に設けるプローブ針の本数は特に限定するもので
はなく、３本以上でもよく、従来の構成の１本でもよ
い。
絶縁破壊回路１４を用いてツインプローブ針の先端に生
成した酸化膜を破壊させる例を示したが、１つの電極パ
ッド上に設けるプローブ針の本数は特に限定するもので
はなく、３本以上でもよく、従来の構成の１本でもよ
い。
【００２８】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。プロー
ブカードの１つの電極パッドに接触させるプローブ針を
複数本とし、前記複数本のプローブ針を並列に接続して
同電位とし、プローブ針を流れる電流が半分以下となる
ように構成したので、ジュール熱による発熱を低減させ
ることができ、電極パッドの構成材であるアルミニウム
の溶融を防止でき、長期的に信頼性の高いテストを行う
ことができるという効果がある。
れているので、以下に示すような効果を奏する。プロー
ブカードの１つの電極パッドに接触させるプローブ針を
複数本とし、前記複数本のプローブ針を並列に接続して
同電位とし、プローブ針を流れる電流が半分以下となる
ように構成したので、ジュール熱による発熱を低減させ
ることができ、電極パッドの構成材であるアルミニウム
の溶融を防止でき、長期的に信頼性の高いテストを行う
ことができるという効果がある。
【００２９】また、上記複数本のプローブ針の先端を概
略球形状にすることによって、大電流を流したときに電
極パッドが温度上昇し塑性変形しても、プローブ針の先
端部を電極パッドに沈み込ませ、プローブ針と電極パッ
ドとの接触面積を大きくするようにしたので、接触抵抗
が下がり、発熱を抑えることができる効果がある。
略球形状にすることによって、大電流を流したときに電
極パッドが温度上昇し塑性変形しても、プローブ針の先
端部を電極パッドに沈み込ませ、プローブ針と電極パッ
ドとの接触面積を大きくするようにしたので、接触抵抗
が下がり、発熱を抑えることができる効果がある。
【００３０】また、プローブ針に電圧を印加し、前記プ
ローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる絶縁破壊回路を備
えたので、プローブ針の先端にアルミニウムが付着し酸
化アルミニウムとなっても、プローブ針交換、スクラブ
処理などのメンテナンスなしで、回復できるため、長期
間に渡り、半導体集積回路の調整とテストを行うことが
できる効果がある。
ローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる絶縁破壊回路を備
えたので、プローブ針の先端にアルミニウムが付着し酸
化アルミニウムとなっても、プローブ針交換、スクラブ
処理などのメンテナンスなしで、回復できるため、長期
間に渡り、半導体集積回路の調整とテストを行うことが
できる効果がある。
【００３１】また、半導体集積回路の調整あるいはテス
トを行うテスト装置において、１つの電極パッドに複数
本のプローブ針を接触させるようにしたプローブカー
ド、あるいは前記複数本のプローブ針の先端形状を概略
球形にしたプローブカード、あるいは、プローブ針に電
圧を印加しプローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる絶縁
破壊回路を備えたプローブカードを備えたので、長期的
に信頼性の高いテストを行うことができるという効果が
ある。
トを行うテスト装置において、１つの電極パッドに複数
本のプローブ針を接触させるようにしたプローブカー
ド、あるいは前記複数本のプローブ針の先端形状を概略
球形にしたプローブカード、あるいは、プローブ針に電
圧を印加しプローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる絶縁
破壊回路を備えたプローブカードを備えたので、長期的
に信頼性の高いテストを行うことができるという効果が
ある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示すプローブカー
ドの斜視図である。
ドの斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるプローブ針
と半導体集積回路の電極パッドとの接触状態を示す断面
図である。
と半導体集積回路の電極パッドとの接触状態を示す断面
図である。
【図３】 この発明の実施の形態２におけるプローブ針
と半導体集積回路の電極パッドとの接触状態を示す断面
図である。
と半導体集積回路の電極パッドとの接触状態を示す断面
図である。
【図４】 この発明の実施の形態３を示す半導体集積回
路のテスト装置の構成図である。
路のテスト装置の構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３を示す半導体集積回
路のテスト方法を示す工程図である。
路のテスト方法を示す工程図である。
【図６】 この発明の実施の形態４を示す半導体集積回
路のテスト装置の構成図である。
路のテスト装置の構成図である。
【図７】 従来のプローブカ−ドを示す平面図である。
【図８】 従来のプローブカードを示す断面図である。
１〜１０ プローブ針、１１ 回路素子、１２ 電極パ
ッド、１３ 先端部、１４ 絶縁破壊回路、１５ テス
ト回路、１６ 調整回路、２１ 超音波振動子、２２
コイル、２３ 超音波発振器、９０、１００ ツインプ
ローブ針、１０１ 回路基板、
ッド、１３ 先端部、１４ 絶縁破壊回路、１５ テス
ト回路、１６ 調整回路、２１ 超音波振動子、２２
コイル、２３ 超音波発振器、９０、１００ ツインプ
ローブ針、１０１ 回路基板、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加柴 良裕 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 渡邊 雄悦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G003 AA00 AA07 AB06 AE09 AG03 AG04 AG12 AG13 2G011 AA13 AA17 AC09 AC13 AC14 AC31 AE03 4M106 AA01 BA14 DD03 DD10
Claims (4)
- 【請求項１】 電気信号を送受して半導体集積回路の動
作をテストする回路基板と、一端が前記回路基板に接続
され、他端が前記半導体集積回路に接続された電極に接
触される複数のプローブ針とを備え、半導体集積回路の
テスト時に、前記複数のプローブ針の少なくとも２本が
同電位であり、前記同電位のプローブ針が前記半導体集
積回路の同一の電極に配置されることを特徴とするプロ
ーブカード。 - 【請求項２】 プローブ針の先端部が概略球形状である
ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。 - 【請求項３】 電気信号を送受して半導体集積回路の動
作をテストする回路基板と、一端が前記回路基板に接続
され、他端が前記半導体集積回路に接続された電極に接
触されるプローブ針とを備え、前記プローブ針に電圧を
印加して、前記プローブ針の先端の絶縁膜を破壊させる
回路を具備したことを特徴とするプローブカード。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のプ
ローブカードを備えた半導体集積回路のテスト装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33668299A JP2001153886A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | プローブカード、及びこれを備えたテスト装置 |
| US10/080,582 US6667626B2 (en) | 1999-11-26 | 2002-02-25 | Probe card, and testing apparatus having the same |
| US10/649,930 US6885204B2 (en) | 1999-11-26 | 2003-08-28 | Probe card, and testing apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33668299A JP2001153886A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | プローブカード、及びこれを備えたテスト装置 |
| US10/080,582 US6667626B2 (en) | 1999-11-26 | 2002-02-25 | Probe card, and testing apparatus having the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001153886A true JP2001153886A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=29422298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33668299A Pending JP2001153886A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | プローブカード、及びこれを備えたテスト装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6667626B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001153886A (ja) |
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| JPH10189761A (ja) * | 1996-12-20 | 1998-07-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
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1999
- 1999-11-26 JP JP33668299A patent/JP2001153886A/ja active Pending
-
2002
- 2002-02-25 US US10/080,582 patent/US6667626B2/en not_active Expired - Fee Related
-
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- 2003-08-28 US US10/649,930 patent/US6885204B2/en not_active Expired - Fee Related
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