JP2003188217A

JP2003188217A - ニードル用チップ、ニードル用チップを備えた半導体ウエハ、プローブカード及びその製造方法、プローブ装置及びこれを用いた検査方法

Info

Publication number: JP2003188217A
Application number: JP2001384454A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Taguchi; 和男田口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】多ピンへの対応が容易で且つ位置合わせが容
易で低コスト化が可能なプローブカードを提供する。【解決手段】本発明に係るプローブカード５は、プロ
ーブ検査を行う際に製品チップと電気的に接続させるも
のである。このプローブカードは、シリコン基板に形成
され、製品チップの電極とミラー位置に配置されたスタ
ッドバンプ２２を有するニードル用チップ２１と、この
ニードル用チップ上に配置されたプローブカード基板２
０と、このプローブカード基板にニードル用チップを実
装するためのＴＡＢフィルム２３と、を具備し、このＴ
ＡＢフィルムは、スタッドバンプ２２が挿入されたビア
ホール２３ａ、２３ｂと、スタッドバンプとプローブカ
ード基板とが電気的に接続された配線パターンと、を有
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニードル用チッ
プ、このニードル用チップを備えた半導体ウエハ、プロ
ーブカード及びその製造方法、プローブ装置及びこれを
用いた検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＩＣプローブカードはプローブニ
ードルを備えており、このプローブニードルはＷ、Ｂｅ
Ｃｕなどを材料とする針を曲げ加工した後、半田付けな
どでプローブカード上に固定されるものである。プロー
ブ検査を行う際は、プローブニードルの針先を精密にコ
ントロールすることで、ニードルの接触圧とパッドもし
くはバンプ表面の保護をバランスさせている。

【０００３】ウエハ上に多数個形成された半導体ＩＣの
電気的な特性試験を行うために、プローバテストシステ
ムが用いられている。このシステムは、各半導体ＩＣの
電極パターンに応じて配置された複数の導電体のプロー
ブニードル（プローブ針）を備えたプローブカードを有
している。

【０００４】図７は、プローブカードの一例が示されて
いる。これは特開平１１−５４５７３号公報に開示され
ている。図に示すように、表面及び内部にプリント配線
が設けられたプローブカード基板１０にはその中央部に
円形開口部１０ａが設けられている。そして、プローブ
カード基板１０の下面側には前記開口部１０ａの周辺に
合わせてセラミックス等からなる固定リング１２が配置
されている。さらに、前記プローブカード基板１０の下
面側には、図示するように、複数のプローブニードル１
４が固定リング１２の周囲に沿って固定されており、そ
の固定された基端が前記プリント配線端子に接続されて
いる。また、プローブニードル１４のアーム部１４ａが
前記開口部１０ａに向かって伸張されている。各プロー
ブニードル１４のアーム部１４ａはその先端がプローブ
カード基板１０とほぼ垂直になるように略Ｌ字型に折り
曲げられ、ウエハのＩＣの電極パッドに接触する触針部
１４ｂを構成している。各プローブニードル１４のアー
ム部の一部である中間節部は、前記固定リング１２に樹
脂部１６で固定保持され、各プローブニードル１４がし
っかりと位置決め保持されている。

【０００５】従って、前記プローブカードによって、実
際に導通検査あるいは機能測定を行う場合には、前記プ
ローブニードル１４の触針部１４ｂをウエハのＩＣの各
電極パッドに導き、前記アーム部１４ａのバネ性を利用
して所定圧力で触針部１４ｂを電極パッドに押圧する。
この結果、触針部１４ｂと電極パッドとの接触が良好に
行われ、ＩＣ等の導通検査あるいは機能測定を効率よく
かつ安定して行うことが可能となる。

【０００６】プローブカードのプローブニードル１４
は、略Ｌ字型に曲げられ、その先端部分が細いため、該
プローブニードル１４を電極パッドに押圧した時に、プ
ローブニードル１４が電極パッド上を滑り電極パッドの
母材（例えば、アルミニウムや金）を削り取ってしま
う。これと共に、削り取ったカス（異物）がプローブニ
ードル１４に付着してしまう。この場合、前記異物によ
りプローブニードル１４の接触抵抗が大きくなり、以降
のプローブカードによる正確な導通検査あるいは機能測
定ができなくなる。

【０００７】このような事から、プローブカード検査装
置はクリーニング機構を有している。このクリーニング
機構は、プローブニードル１４を針先研磨平板に押し付
けることにより、針先に付着している異物を研磨除去す
るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＣチップ
のパッド（出力端子）の数は増加する傾向にあり、パッ
ド数が増加すると、それに応じてプローブニードルの数
も増やす必要がある。しかし、プローブニードルのピッ
チも非常に狭いのが現状であり、さらに狭いピッチのプ
ローブニードルを製作するのは容易ではなく、多ピンへ
の対応は困難である。また、プローブニードルそのもの
の寄生容量、抵抗なども大きい。

【０００９】また、プローブニードルとパッドとを良好
に接触させるために、プローブニードルの針先のメンテ
ナンスが必要で、前述したように異物を研磨除去する際
にプローブニードル１４も研磨してしまうので、プロー
ブニードルが擦り減り摩耗し変形してしまう。従って、
プローブニードルの針先をある程度の回数研磨すると、
プローブニードルの先端形状の変形によってプローブニ
ードルを交換しなければならなくなる。しかし、プロー
ブニードルの交換費用は比較的に高いので、交換にはコ
ストがかかる。また、プローブニードルの先端形状を修
理することも考えられるが、この修理費用も比較的に高
い。

【００１０】また、プローブカードを備えた検査装置で
は、位置合わせに高い精度が必要となるので、画像処理
などの制御系に負荷が大きくなり、装置が高価となって
しまう。

【００１１】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、多ピンへの対応が容易で
且つ位置合わせが容易で低コスト化が可能なニードル用
チップ、ニードル用チップを備えた半導体ウエハ、プロ
ーブカード及びその製造方法、プローブ装置及びこれを
用いた検査方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るニードル用チップは、プローブ検査を
行う際に製品チップと電気的に接続させるニードル用チ
ップであって、半導体基板に形成され、製品チップの電
極とミラー位置に配置された突起部を具備することを特
徴とする。

【００１３】上記ニードル用チップによれば、半導体基
板に製品チップの電極とミラー位置に配置された突起部
を形成している。このようなニードル用チップをプロー
ブカードに搭載してプローブ検査を行うことにより、狭
ピッチの電極を備えた製品チップに容易に対応させるこ
とができる。また、製品の流動がある限りニードル用チ
ップの補充も可能である。

【００１４】また、本発明に係るニードル用チップにお
いては、上記突起部がバンプであることが好ましい。

【００１５】また、本発明に係るニードル用チップにお
いては、上記半導体基板に形成され、上記突起部に電気
的に接続された接合用パッドをさらに含むことも可能で
ある。

【００１６】また、本発明に係る半導体ウエハにおいて
は、プローブ検査を行う際に製品チップと電気的に接続
させるニードル用チップを備えた半導体ウエハであっ
て、半導体ウエハに形成され、電極を有する製品チップ
と、半導体ウエハに形成され、該製品チップの電極とミ
ラー位置に配置された突起部を有するニードル用チップ
と、を具備することを特徴とする。

【００１７】また、本発明に係る半導体ウエハにおいて
は、上記突起部がバンプであることが好ましい。

【００１８】また、本発明に係る半導体ウエハにおいて
は、上記ニードル用チップに形成され、上記突起部に電
気的に接続された接合用パッドをさらに含むことも可能
である。

【００１９】本発明に係るプローブカードは、プローブ
検査を行う際に製品チップと電気的に接続させるプロー
ブカードであって、半導体基板に形成され、製品チップ
の電極とミラー位置に配置された突起部を有するニード
ル用チップと、このニードル用チップ上に配置されたプ
ローブカード基板と、を具備することを特徴とする。

【００２０】また、本発明に係るプローブカードにおい
ては、上記突起部がバンプであることが好ましい。

【００２１】また、本発明に係るプローブカードにおい
ては、上記半導体基板に形成され、上記突起部に電気的
に接続された接合用パッドをさらに含むことも可能であ
る。

【００２２】本発明に係るプローブカードは、プローブ
検査を行う際に製品チップと電気的に接続させるプロー
ブカードであって、半導体基板に形成され、製品チップ
の電極とミラー位置に配置された突起部を有するニード
ル用チップと、このニードル用チップ上に配置されたプ
ローブカード基板と、このプローブカード基板にニード
ル用チップを実装するためのフィルムと、を具備し、こ
のフィルムは、突起部が挿入されたホールと、突起部と
プローブカード基板とが電気的に接続された配線パター
ンと、を有することを特徴とする。

【００２３】上記プローブカードによれば、半導体基板
に製品チップの電極とミラー位置に配置された突起部を
形成し、この突起部をプローブニードルとして使用して
いる。このようなニードル用チップをプローブカード基
板に配置している。従って、狭ピッチの電極を備えた製
品チップに容易に対応させることができる。また、製品
の流動がある限りニードル用チップの補充も可能であ
る。また、ニードル用チップをフィルムによってプロー
ブカード基板に実装しているため、ニードル用チップを
プローブカード基板から交換することも比較的容易であ
る。従って、メンテナンスが簡単で低コスト化が可能と
なる。また、突起部を有するニードル用チップを用いて
いるため、高い精度の位置合わせの必要がなく、位置合
わせが容易となり、画像処理などの制御系の負担を小さ
くすることができ、装置価格を低く抑えることが可能と
なる。

【００２４】また、本発明に係るプローブカードにおい
ては、上記半導体基板に形成され、上記突起部に電気的
に接続された接合用パッドをさらに含み、この接合用パ
ッドが上記配線パターンに電気的に接続されていること
も可能である。

【００２５】また、本発明に係るプローブカードにおい
ては、上記フィルムに形成され、配線パターンに電気的
に接続された接合ステージをさらに含み、この接合ステ
ージと上記接合用パッドとをＡＣＦによって電気的に接
続していることも可能である。

【００２６】また、本発明に係るプローブカードにおい
ては上記フィルムの下に配置された弾性膜をさらに含む
ことも可能である。これにより、プローブ検査を行う際
に、過剰な押圧をウエハ面に分散させることができ、そ
の結果、突起部の先端を保護しながら接触圧を確保する
ことができる。

【００２７】本発明に係るプローブカードの製造方法
は、プローブ検査を行う際に製品チップと電気的に接続
させるプローブカードの製造方法であって、半導体基板
に形成され、製品チップの電極とミラー位置に配置され
た突起部を有するニードル用チップを準備する工程と、
プローブカード基板を準備する工程と、上記突起部に対
応する位置に配置されたホール及び配線パターンを備え
たフィルムを準備する工程と、ニードル用チップ上にプ
ローブカード基板を配置し、このニードル用チップの突
起部をフィルムのホールに挿入し、上記配線パターンに
よって突起部とプローブカード基板とを電気的に接続す
ることにより、フィルムによってニードル用チップをプ
ローブカード基板に実装する工程と、を具備することを
特徴とする。

【００２８】また、本発明に係るプローブカードの製造
方法においては、上記半導体基板には上記突起部に電気
的に接続された接合用パッドが形成されており、上記実
装する工程では、該接合用パッドを上記配線パターンに
電気的に接続していることも可能である。

【００２９】また、本発明に係るプローブカードの製造
方法においては、上記フィルムには配線パターンに電気
的に接続された接合ステージが形成されており、上記実
装する工程では、該接合ステージと上記接合用パッドと
をＡＣＦによって電気的に接続していることも可能であ
る。

【００３０】また、本発明に係るプローブカードの製造
方法においては、上記フィルムの下には弾性膜が配置さ
れていることも可能である。

【００３１】本発明に係るプローブ装置は、製品チップ
にプローブ検査を行うためのプローブ装置であって、製
品チップに電圧を印加する電源及び製品チップからの出
力を取り込む入力部を有するテストヘッドと、このテス
トヘッドに接続されたプローブカードと、製品チップを
有する半導体ウエハを保持するステージと、を具備し、
上記プローブカードは、半導体基板に形成され、製品チ
ップの電極とミラー位置に配置された突起部を有するニ
ードル用チップと、このニードル用チップ上に配置され
たプローブカード基板と、を有することを特徴とする。

【００３２】また、本発明に係るプローブ装置において
は、上記突起部がバンプであることが好ましい。

【００３３】また、本発明に係るプローブ装置におい
て、上記プローブカードは、上記半導体基板に形成さ
れ、上記突起部に電気的に接続された接合用パッドをさ
らに含むことも可能である。

【００３４】本発明に係るプローブ装置は、製品チップ
にプローブ検査を行うためのプローブ装置であって、製
品チップに電圧を印加する電源及び製品チップからの出
力を取り込む入力部を有するテストヘッドと、このテス
トヘッドに接続されたプローブカードと、製品チップを
有する半導体ウエハを保持するステージと、を具備し、
上記プローブカードは、半導体基板に形成され、製品チ
ップの電極とミラー位置に配置された突起部を有するニ
ードル用チップと、このニードル用チップ上に配置され
たプローブカード基板と、このプローブカード基板にニ
ードル用チップを実装するためのフィルムと、を備え、
このフィルムは、突起部が挿入されたホールと、突起部
とプローブカード基板とが電気的に接続された配線パタ
ーンと、を有することを特徴とする。

【００３５】また、本発明に係るプローブ装置におい
て、上記ニードル用チップは、上記半導体基板に形成さ
れ、上記突起部に電気的に接続された接合用パッドをさ
らに含み、この接合用パッドが上記配線パターンに電気
的に接続されていることも可能である。

【００３６】また、本発明に係るプローブ装置におい
て、上記フィルムは、上記配線パターンに電気的に接続
された接合ステージをさらに含み、この接合ステージと
上記接合用パッドとをＡＣＦによって電気的に接続して
いることも可能である。

【００３７】また、本発明に係るプローブ装置におい
て、上記フィルムの下には弾性膜が配置されていること
も可能である。

【００３８】本発明に係るプローブ装置を用いた検査方
法は、上述したプローブ装置を用いてプローブ検査を行
う方法であって、ステージに半導体ウエハを保持し、製
品チップとプローブカードのニードル用チップを位置合
わせし、製品チップの電極にニードル用チップの突起部
を接触させ、テストヘッドから製品チップに電圧を印加
し、製品チップからの出力をテストヘッドに取り込むこ
とにより、プローブ検査を行うことを特徴とする。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明に係る第１
の実施の形態によるプローブカードの概略を示す構成図
である。

【００４０】プローブカード５はプローブカード基板２
０を有しており、このプローブカード基板２０の表面及
び内部にはプリント配線（図示せず）が設けられてい
る。プローブカード基板２０の中央部下にはニードル用
チップ２１が配置されており、このニードル用チップ２
１の下面にはプローブニードルとして作用するスタッド
バンプ２２が複数形成されている。これらのスタッドバ
ンプ２２はプローブ検査が行われるチップのパッド位置
に一致するように配置されている。つまり、該チップの
パッド位置を鏡に写した位置（以下、「ミラー位置」と
いう。）にスタッドバンプ２２は配置されている。ただ
し、ミラー位置には、パッド位置を鏡に写した位置に完
全に一致するものだけでなく、一部が一致するものも含
むものとする。

【００４１】ここでは、ニードル用チップ２１にスタッ
ドバンプ２２を形成しているが、このスタッドバンプに
限定されるものではなく、プローブニードルとして作用
するような突起部であれば、他のバンプ、例えばマイク
ロバンプをニードル用チップに形成することも可能であ
る。マイクロバンプを用いる場合は、ニードル用チップ
のみにマイクロバンプを取り付けても良い。

【００４２】ニードル用チップ２１の下面にはスタッド
バンプ２２の部分にビアホール２３ａ，２３ｂが開けら
れたＴＡＢ(Tape Automated Bonding)フィルム２３が配
置されており、このビアホール２３ａ，２３ｂからスタ
ッドバンプ２２が下方に突出している。また、ＴＡＢフ
ィルム２３の一部はプローブカード基板２０に貼り付け
られている。ＴＡＢフィルム２３には配線パターン（図
示せず）が形成されており、この配線パターンは図示せ
ぬＡＣＦ（anisotropic conductive film;異方性導電
膜）によってスタッドバンプ２２に電気的に接続されて
いる。また、配線パターンはプローブカード基板２０の
プリント配線に電気的に接続されている。

【００４３】なお、ＡＣＦとは、熱可塑性または熱硬化
性の樹脂内に導電性の微小な粒子を分散させてシート状
にした膜であり、上下から加熱・加圧することで樹脂が
軟化し、導電性粒子が接触して電気的な接続を得られる
ものである。ここでは、ＡＣＦを用いているが、ＡＣＦ
に代えてメンブレンを用いることも可能である。

【００４４】次に、上記ニードル用チップ２１を製造す
る方法について図２及び図３を参照しつつ説明する。図
２（ａ）は、製品チップ及びニードル用チップを作り込
んだウエハを示す概略平面図であり、図２（ｂ）は、図
２（ａ）に示す製品チップの能動面側を拡大した平面図
であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すニードル用チ
ップの能動面側を拡大した平面図である。図３（ａ）
は、図２（ｃ）に示すニードル用チップにＴＡＢフィル
ムを取り付けた状態を示す断面図であり、図３（ｂ）
は、図３（ａ）に示すＴＡＢフィルムの上面の一部を示
す平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）に示すＴＡ
Ｂフィルムの下面の一部を示す平面図である。

【００４５】図２（ａ）に示すように、ウエハ（シリコ
ン基板）２５にニードル用チップ２１及び製品チップ２
４を製作する。次いで、このウエハ２５をダイシングす
ることにより、図２（ｂ），（ｃ）に示す製品チップ２
４及びニードル用チップ２１を分離する。ニードル用チ
ップ２１の表面には、スタッドバンプ２２及びそれに接
続された接合用パッド２９が形成されている。製品チッ
プ２４の表面にはバンプ２６が形成されている。スタッ
ドバンプ２２は、製品チップ２４のバンプ２６の位置に
対してミラー位置に配置されている。なお、バンプは電
界メッキ法などの種々の方法により形成される。

【００４６】次に、図３に示すように、スタッドバンプ
部分にビアホール２３ａ，２３ｂが開けられたＴＡＢフ
ィルム２３を準備する。ＴＡＢフィルム２３の下面（チ
ップ側の面）には、図３（ｂ）に示すように、ビアホー
ル２３ａ，２３ｂそれぞれに電気的に接続されたＡＣＦ
接合ステージ２７が形成されている。また、ＴＡＢフィ
ルム２３の上面（チップ側と逆の面）には、図３（ｃ）
に示すように、ビアホール２３ａ，２３ｂそれぞれに電
気的に接続された配線パターン２８が形成されている。

【００４７】ここでは、配線パターン２８をＴＡＢフィ
ルム２３の片側の面のみに形成しているが、配線パター
ンはプローブカードへの実装形態次第なので、ＴＡＢフ
ィルムの両面に配線パターンを形成することも可能であ
り、またＴＡＢフィルムの逆側の片面のみに形成するこ
とも可能である。

【００４８】次いで、図３（ａ）に示すように、このＴ
ＡＢフィルム２３をニードル用チップ２１の表面にＡＣ
Ｆ（図示せず）を介して被せ、ビアホール２３ａにスタ
ッドバンプ２２を貫通させ、ＡＣＦによってＡＣＦ接合
ステージ２７をニードル用チップ２１の接合用パッド２
９に電気的に接続させる。

【００４９】このようにして製造したＴＡＢフィルム２
３を備えたニードル用チップ２１を、図１に示すように
プローブカード基板２０に搭載し、ＴＡＢフィルム２３
とプローブカード基板２０を電気的に接続させる。これ
により、スタッドバンプ２２は接合用パッド２９、ＡＣ
Ｆ接合ステージ２７、ビアホール２３ａ、配線パターン
２８を介してプローブカード基板２０のプリント配線に
電気的に接続され、プローブカードが製造される。

【００５０】図４は、図１に示すプローブカードを適用
したプローブ装置の要部を示す構成図である。このプロ
ーブ装置は、図示せぬ昇降機構によって昇降可能に構成
されたテストヘッド１と、このテストヘッド１の下方で
図示せぬ装置本体内に順次配置されたパフォーマンスボ
ード２と、このパフォーマンスボード２と接続するよう
にインサートリング３により支持された接続リング４
と、この接続リング４の下方に配置されたプローブカー
ド５を備えている。

【００５１】上記テストヘッド１の内部には被検査体と
して半導体ウエハＷ上の製品チップに電圧を印加する試
料用電源や製品チップからの出力を測定部に取り込むた
めの入力部などからなるピンエレクトロニクス６が内蔵
されている。このピンエレクトロニクス６はパフォーマ
ンスボード２上に搭載された複数の電子部品回路７に対
して電気的に接続されている。これら電子部品回路７
は、例えばマトリックス・リレー、ドライバ回路等から
なる各種測定回路として構成されている。各電子部品回
路７の接続リング４との接続端子８はパフォーマンスボ
ード２の本体である例えばエポキシ系樹脂製の基板９の
下面に例えば基板９と同心円をなす４つの円周上に配列
されている。

【００５２】また、上記接続リング４の上面には接続端
子８に対応するポゴピン４０が同心円をなすように形成
された４つの円周上に配列され、その下面には各ポゴピ
ン４０に導通するポゴピン１１がプローブカード５の接
続端子（図示せず）に対応して設けられている。これに
よりテストヘッド１は、パフォーマンスボード２及び接
続リング４を介してプローブカード５と電気的に接続で
きるように構成されている。

【００５３】プローブカード５の下方には略円形状のス
テージ３７が設けられ、このステージ３７の上面に配置
されたウエハチャック３８により半導体ウエハＷを水平
に保持するようになっている。このウエハチャック３８
の内部には加熱装置３９及び冷却媒体の循環路３０が温
度調整機構として設けられている。検査時に必要に応じ
て加熱装置３９により半導体ウエハＷを例えば１５０℃
まで加熱でき、また循環路３０を流れる冷却媒体により
半導体ウエハＷを例えば−１０℃まで冷却できるように
なっている。

【００５４】また、上記ステージ３７はウエハチャック
３８を水平方向、上下方向及びθ方向で駆動させる駆動
機構（図示せず）を有している。半導体ウエハＷのアラ
イメント時に駆動機構の駆動によりステージ３７がレー
ル３１，３２上でＸ、Ｙ方向へ移動すると共にウエハチ
ャック３８がθ方向で回転し、更に、ウエハチャック３
８にはターゲット板３３が取り付けられており、その上
方に配置された光学的撮像装置３４，３５及び静電容量
センサ３６によりターゲット板３３及び所定の製品チッ
プを検出し、この検出信号に基づいてプローブカード５
と半導体ウエハＷ上の製品チップの位置を演算するよう
になっている。そして、この演算結果に基づいてステー
ジ３７の駆動機構が駆動制御されて半導体ウエハＷ上の
検査すべき製品チップをプローブカード５にアライメン
トするようにしてある。

【００５５】次に、動作について説明する。例えば１５
０℃の温度下で半導体ウエハＷの電気的検査を行う場合
には、加熱装置３９を作動させ半導体ウエハＷを加熱
し、例えば１５０℃に温度設定し、その温度を維持す
る。次いで、ターゲット板３３、光学的撮像装置３４、
３５及び静電容量センサ３６などから得られた検出デー
タに基づいてステージ３７が駆動して半導体ウエハＷを
プローブカード５に対してアライメントする。

【００５６】アライメント終了後、テストヘッド１を下
降させると共にプローブカード５を上昇させる。これに
よりパフォーマンスボード２下面の接続端子８が接続リ
ング４上面のポゴピン４０と電気的に接続されると共
に、プローブカード５の接続端子（図示せず）が接続リ
ング４下面のポゴピン１１と電気的に接続される。その
結果、テストヘッド１のピンエレクトロニクス６とパフ
ォーマンスボード２の電子部品回路７が電気的に接続さ
れ、更にこれらは接続リング４のポゴピン４０，１１を
介してプローブカード５の接続端子に電気的に接続さ
れ、ピンエレクトロニクス６とニードル用チップのスタ
ッドバンプ２２とが導通可能な状態になる。

【００５７】その後、ウエハチャック３８を上昇させて
半導体ウエハＷ上の製品チップの各電極（図２（ｂ）に
示すバンプ２６）にスタッドバンプ２２の先端を接触さ
せ、更にウエハチャック３８を所定量オーバードライブ
させてスタッドバンプ２２とバンプ２６とを導通可能な
状態にする。

【００５８】この状態でテストヘッド１から所定の電気
信号を送信し、パフォーマンスボード２、接続リング
４、スタッドバンプ２２及びバンプ２６を介して製品チ
ップに電気信号を入力すると、この入力信号に基づいた
出力信号が製品チップから接続リング４及びパフォーマ
ンスボード２の電子部品回路７を介してピンエレクトロ
ニクス６に取り込まれ、製品チップの電気的検査が行わ
れる。

【００５９】このようにしてウエハチャック３８内の加
熱装置３９により半導体ウエハＷを例えば１５０℃に設
定維持した高温下で製品チップの電気的検査を行うた
め、製品チップについて信頼性の高い電気的検査を行う
ことができる。

【００６０】上記第１の実施の形態によれば、ウエハ２
５に製品チップ２４及びニードル用チップ２１を作りこ
み、このニードル用チップ２１にプローブニードルとし
て使用するスタッドバンプ２２を形成し、このスタッド
バンプ２２を製品チップ２４のバンプ２６の位置に対し
てミラー位置に配置している。このようなニードル用チ
ップ２１をプローブカード基板２０に搭載してプローブ
カード５を形成し、このプローブカード５を備えたプロ
ーブ装置を用いて製品チップの電気的検査を行ってい
る。プローブ針に代えてスタッドバンプ２２をニードル
用チップ２１に形成しているため、狭ピッチの電極（パ
ッド又はバンプ）を備えた製品チップに容易に対応させ
ることができる。

【００６１】また、製品の流動がある限りニードル用チ
ップ２１の補充も可能である。また、ＴＡＢと同じ実装
形態なので、ニードル用チップをプローブカード基板か
ら交換することも比較的容易である。従って、メンテナ
ンスが簡単で低コスト化が可能となる。

【００６２】また、上述したようにスタッドバンプ２２
を製品チップ２４のバンプ２６の位置に対してミラー位
置に配置し、製品チップと同じダイを用いているため、
ニードル用チップと製品チップをピッタリ重ねれば良
く、針先位置の検出は不要となる。従って、高い精度の
位置合わせの必要がなく、位置合わせが容易となる。よ
って、画像処理などの制御系の負担を小さくすることが
でき、装置価格を低く抑えることが期待できる。

【００６３】図５は、本発明に係る第２の実施の形態に
よるプローブカードの概略を示す構成図であり、図１と
同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ
説明する。

【００６４】ＴＡＢフィルム２３の下方（即ちプローブ
検査を行う際のウエハ側）には所定の厚さの弾性膜４１
が貼り付けられている。弾性膜４１の材質は、弾性のあ
る膜であれば種々の材質を用いることも可能である。

【００６５】次に、プローブカードを製造する方法につ
いて図５及び図６を参照しつつ説明するが、第１の実施
の形態と同一部分の説明は省略する。

【００６６】図６（ａ）は、図５に示すニードル用チッ
プにＴＡＢフィルムを取り付けた状態を示す断面図であ
り、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＴＡＢフィルの上
面の一部を示す平面図であり、図６（ｃ）は、図６
（ａ）に示すＴＡＢフィルの下面の一部を示す平面図で
ある。

【００６７】図６（ａ）に示すように、ＴＡＢフィルム
２３をニードル用チップ２１の表面にＡＣＦ（図示せ
ず）を介して被せ、ビアホール２３ａにスタッドバンプ
２２を貫通させ、ＡＣＦによってＡＣＦ接合ステージ２
７をニードル用チップ２１の接合用パッド２９に電気的
に接続させる。次いで、ＴＡＢフィルム２３の下に弾性
膜４１を貼り付ける。このようにして製造したＴＡＢフ
ィルム２３を備えたニードル用チップ２１を、図５に示
すようにプローブカード基板２０に搭載する。

【００６８】図５に示すプローブカードは図４に示すプ
ローブ装置に適用することができる。上記第２の実施の
形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。

【００６９】また、上記第２の実施の形態では、ＴＡＢ
フィルム２３の下に弾性膜４１を貼り付けているので、
スタッドバンプ２２をウエハの製品チップの電極（パッ
ド又はバンプ）に押圧して接触させてプローブ検査を行
う際に、過剰な押圧をウエハ面に分散させることができ
る。これにより、プローブ針として作用するスタッドバ
ンプ２２の先を保護しながら接触圧を確保することがで
きる。従って、比較的もろい材料でスタッドバンプ２２
を形成することが可能となり、スタッドバンプ２２の寿
命を延ばすことができる。また、バンプを形成した製品
チップのように比較的デリケートなチップのプローブ検
査にニードル用チップ２１を適用しても、バンプを損傷
することを抑制できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体基板に形成され、製品チップの電極とミラー位置に
配置された突起部を具備する。したがって、多ピンへの
対応が容易で且つ位置合わせが容易で低コスト化が可能
なニードル用チップ、ニードル用チップを備えた半導体
ウエハ、プローブカード及びその製造方法、プローブ装
置及びこれを用いた検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態によるプローブ
カードの概略を示す構成図である。

【図２】（ａ）は、製品チップ及びニードル用チップを
作り込んだウエハを示す概略平面図であり、（ｂ）は、
（ａ）に示す製品チップの能動面側を拡大した平面図で
あり、（ｃ）は、（ａ）に示すニードル用チップの能動
面側を拡大した平面図である。

【図３】（ａ）は、図２（ｃ）に示すニードル用チップ
にＴＡＢフィルムを取り付けた状態を示す断面図であ
り、（ｂ）は、（ａ）に示すＴＡＢフィルの上面の一部
を示す平面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＴＡＢフ
ィルの下面の一部を示す平面図である。

【図４】図１に示すプローブカードを適用したプローブ
装置の要部を示す構成図である。

【図５】本発明に係る第２の実施の形態によるプローブ
カードの概略を示す構成図である。

【図６】（ａ）は、図５に示すニードル用チップにＴＡ
Ｂフィルムを取り付けた状態を示す断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）に示すＴＡＢフィルの上面の一部を示
す平面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＴＡＢフィル
の下面の一部を示す平面図である。

【図７】従来のプローブカードの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…テストヘッド２…パフォーマン
スボード３…インサートリング４…接続リング５…プローブカード６…ピンエレクト
ロニクス７…電子部品回路８…接続端子９…基板１０，２０…プロー
ブカード基板１０ａ…開口部１１，４０…ポゴ
ピン１２…固定リング１４…プローブニ
ードル１４ａ…アーム部１４ｂ…触針部１６…樹脂部２１…ニードル用
チップ２２…スタッドバンプ２３…ＴＡＢフィ
ルム２３ａ，２３ｂ…ビアホール２４…製品チップ２５…ウエハ２６…バンプ２７…ＡＣＦ接合ステージ２８…配線パター
ン２９…接合用パッド３０…循環路３１，３２…レール３３…ターゲット
板３４，３５…光学的撮像装置３６…静電容量セ
ンサ３７ステージ３８…ウエハチャ
ック３９…加熱装置４１…弾性膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プローブ検査を行う際に製品チップと電
気的に接続させるニードル用チップであって、半導体基板に形成され、製品チップの電極とミラー位置
に配置された突起部を具備することを特徴とするニード
ル用チップ。
【請求項２】上記突起部がバンプであることを特徴と
する請求項１に記載のニードル用チップ。
【請求項３】上記半導体基板に形成され、上記突起部
に電気的に接続された接合用パッドをさらに含むことを
特徴とする請求項１又は２に記載のニードル用チップ。
【請求項４】プローブ検査を行う際に製品チップと電
気的に接続させるニードル用チップを備えた半導体ウエ
ハであって、半導体ウエハに形成され、電極を有する製品チップと、半導体ウエハに形成され、該製品チップの電極とミラー
位置に配置された突起部を有するニードル用チップと、を具備することを特徴とする半導体ウエハ。
【請求項５】上記突起部がバンプであることを特徴と
する請求項４に記載の半導体ウエハ。
【請求項６】上記ニードル用チップに形成され、上記
突起部に電気的に接続された接合用パッドをさらに含む
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体ウエ
ハ。
【請求項７】プローブ検査を行う際に製品チップと電
気的に接続させるプローブカードであって、半導体基板に形成され、製品チップの電極とミラー位置
に配置された突起部を有するニードル用チップと、このニードル用チップ上に配置されたプローブカード基
板と、を具備することを特徴とするプローブカード。
【請求項８】上記突起部がバンプであることを特徴と
する請求項７に記載のプローブカード。
【請求項９】上記半導体基板に形成され、上記突起部
に電気的に接続された接合用パッドをさらに含むことを
特徴とする請求項７又は８に記載のプローブカード。
【請求項１０】プローブ検査を行う際に製品チップと
電気的に接続させるプローブカードであって、半導体基板に形成され、製品チップの電極とミラー位置
に配置された突起部を有するニードル用チップと、このニードル用チップ上に配置されたプローブカード基
板と、このプローブカード基板にニードル用チップを実装する
ためのフィルムと、を具備し、このフィルムは、突起部が挿入されたホールと、突起部
とプローブカード基板とが電気的に接続された配線パタ
ーンと、を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項１１】上記半導体基板に形成され、上記突起
部に電気的に接続された接合用パッドをさらに含み、こ
の接合用パッドが上記配線パターンに電気的に接続され
ていることを特徴とする請求項１０に記載のプローブカ
ード。
【請求項１２】上記フィルムに形成され、配線パター
ンに電気的に接続された接合ステージをさらに含み、こ
の接合ステージと上記接合用パッドとをＡＣＦによって
電気的に接続していることを特徴とする請求項１１に記
載のプローブカード。
【請求項１３】上記フィルムの下に配置された弾性膜
をさらに含むことを特徴とする請求項１０〜１２のうち
いずれか１項記載のプローブカード。
【請求項１４】プローブ検査を行う際に製品チップと
電気的に接続させるプローブカードの製造方法であっ
て、半導体基板に形成され、製品チップの電極とミラー位置
に配置された突起部を有するニードル用チップを準備す
る工程と、プローブカード基板を準備する工程と、上記突起部に対応する位置に配置されたホール及び配線
パターンを備えたフィルムを準備する工程と、ニードル用チップ上にプローブカード基板を配置し、こ
のニードル用チップの突起部をフィルムのホールに挿入
し、上記配線パターンによって突起部とプローブカード
基板とを電気的に接続することにより、フィルムによっ
てニードル用チップをプローブカード基板に実装する工
程と、を具備することを特徴とするプローブカードの製造方
法。
【請求項１５】上記半導体基板には上記突起部に電気
的に接続された接合用パッドが形成されており、上記実
装する工程では、該接合用パッドを上記配線パターンに
電気的に接続していることを特徴とする請求項１４に記
載のプローブカードの製造方法。
【請求項１６】上記フィルムには配線パターンに電気
的に接続された接合ステージが形成されており、上記実
装する工程では、該接合ステージと上記接合用パッドと
をＡＣＦによって電気的に接続していることを特徴とす
る請求項１５に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項１７】上記フィルムの下には弾性膜が配置さ
れていることを特徴とする請求項１４〜１６のうちいず
れか１項記載のプローブカードの製造方法。
【請求項１８】製品チップにプローブ検査を行うため
のプローブ装置であって、製品チップに電圧を印加する電源及び製品チップからの
出力を取り込む入力部を有するテストヘッドと、このテストヘッドに接続されたプローブカードと、製品チップを有する半導体ウエハを保持するステージ
と、を具備し、上記プローブカードは、半導体基板に形成され、製品チ
ップの電極とミラー位置に配置された突起部を有するニ
ードル用チップと、このニードル用チップ上に配置され
たプローブカード基板と、を有することを特徴とするプ
ローブ装置。
【請求項１９】上記突起部がバンプであることを特徴
とする請求項１８に記載のプローブ装置。
【請求項２０】上記プローブカードは、上記半導体基
板に形成され、上記突起部に電気的に接続された接合用
パッドをさらに含むことを特徴とする請求項１８又は１
９に記載のプローブ装置。
【請求項２１】製品チップにプローブ検査を行うため
のプローブ装置であって、製品チップに電圧を印加する電源及び製品チップからの
出力を取り込む入力部を有するテストヘッドと、このテストヘッドに接続されたプローブカードと、製品チップを有する半導体ウエハを保持するステージ
と、を具備し、上記プローブカードは、半導体基板に形成され、製品チ
ップの電極とミラー位置に配置された突起部を有するニ
ードル用チップと、このニードル用チップ上に配置され
たプローブカード基板と、このプローブカード基板にニ
ードル用チップを実装するためのフィルムと、を備え、
このフィルムは、突起部が挿入されたホールと、突起部
とプローブカード基板とが電気的に接続された配線パタ
ーンと、を有することを特徴とするプローブ装置。
【請求項２２】上記ニードル用チップは、上記半導体
基板に形成され、上記突起部に電気的に接続された接合
用パッドをさらに含み、この接合用パッドが上記配線パ
ターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求
項２１に記載のプローブ装置。
【請求項２３】上記フィルムは、上記配線パターンに
電気的に接続された接合ステージをさらに含み、この接
合ステージと上記接合用パッドとをＡＣＦによって電気
的に接続していることを特徴とする請求項２２に記載の
プローブ装置。
【請求項２４】上記フィルムの下には弾性膜が配置さ
れていることを特徴とする請求項２１〜２３のうちいず
れか１項記載のプローブ装置。
【請求項２５】請求項１８〜２４のうちのいずれか１
項に記載のプローブ装置を用いてプローブ検査を行う方
法であって、ステージに半導体ウエハを保持し、製品チップとプロー
ブカードのニードル用チップを位置合わせし、製品チッ
プの電極にニードル用チップの突起部を接触させ、テス
トヘッドから製品チップに電圧を印加し、製品チップか
らの出力をテストヘッドに取り込むことにより、プロー
ブ検査を行うことを特徴とするプローブ装置を用いた検
査方法。