JP2006058157A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】プローブ間の短絡を容易かつ確実に把握することが可能なプローブカードを提供する。
【解決手段】ＩＣチップ２０に接触させて通電する一対のプローブ２・３と、一対のプローブと外部との導通経路を形成する基板４と、を具備するプローブカード１に、一対のプローブの一方に一端が接続された第一の配線７と、一対のプローブの他方に一端が接続された第二の配線８と、第一の配線の他端と第二の配線の他端との間に接続された報知手段９および電源１０と、一対のプローブがＩＣチップに接触しているか否かを検知する接触検知手段１１と、第一の配線の中途部および第二の配線の中途部に設けられ、接触検知手段が一対のプローブとＩＣチップとが接触していることを検知したときはオフとなり、一対のプローブとＩＣチップとが離間していることを検知したときはオンとなるスイッチ手段１２と、を含むプローブ短絡検知回路６を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップの良否を判断するためのプローブカードの技術に関する。

従来、ＩＣ（集積回路）チップの製造工程においては、ＩＣチップがウェーハ上に形成された時点で該ＩＣチップを検査装置に接続し、ＩＣチップの回路を動作させることにより電気的特性を測定し、該測定の結果に応じて良否を判断している。これは、不良品をパッケージに組み立ててしまう無駄を省略し、生産性を向上させるためである。
ＩＣチップがウェーハ上に形成された時点で該ＩＣチップを検査装置に接続する方法としては、プローブカードを使用する方法が知られている。

一般的なプローブカードは、少なくとも一対のプローブと、該プローブを支持するとともに該プローブと外部（通常は各種検査装置）とを接続するための導通経路が形成された基板と、を具備する。
そして、ウェーハ上に形成されたＩＣチップ、より厳密にはＩＣチップ上に形成されたパッドと呼ばれる電極にプローブを接触させて通電し、ＩＣチップの電気的特性を測定する。例えば、特許文献１に記載の如くである。
実開昭６３−３６０４６号公報

プロービング（ＩＣチップの検査を行うためにプローブをパッドに接触させること）を繰り返すと、該パッドを構成する材質（通常、アルミニウム合金や銅合金のような導電性の金属材料）が削れてダストを生じ、該ダストがプローブの先端部等に付着してプローブとパッドとの間の接触抵抗を変化させたり、あるいは隣接するプローブ間で短絡を起こしたりする原因となる。
特に、近年はＩＣチップの回路パターンの微細化・多ピン化に伴いＩＣチップのパッドも微細化の一途を辿っており、該パッドに接触するプローブカードのプローブの間隔も狭くなる傾向にあるため、前記ダストの他、プローブの変形によってもプローブ間で短絡を起こす頻度が増加している。
このようなプローブ間の短絡はＩＣチップの判定結果を誤らせる原因となるため、従来はプローブの先端部に付着したダストをエアーで吹き飛ばしたり、クリーニングシートを工夫してプローブへのダストの付着を防止したりしている。

通常、ＩＣチップ上の異なるパッドに接触するプローブの間で短絡が起こった場合、電気的特性が良品とは大きく異なるため、短絡が起こっていることを検査装置の結果に基づいて把握することは容易である。
しかし、ケルビン測定等、測定精度を向上させるために同一のパッドに複数のプローブ（フォース側、センス側）を接触させる場合、該フォース側のプローブとセンス側のプローブとの間で短絡が起こっても前記異なるパッドに接触するプローブ間の短絡に比較するとＩＣチップの電気的特性の測定結果は大きく変動しないため、却って短絡が起こっていることを把握するのが困難であるという問題がある。

本発明は以上の如き状況に鑑み、プローブ間の短絡を容易かつ確実に把握することが可能なプローブカードを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ウェーハに形成されたＩＣチップに接触させて通電する少なくとも一対のプローブと、該一対のプローブと外部との導通経路を形成する基板と、を具備するプローブカードであって、
一対のプローブの一方に一端が接続された第一の配線と、
一対のプローブの他方に一端が接続された第二の配線と、
第一の配線の他端と第二の配線の他端との間に直列に接続された報知手段および電源と、
一対のプローブがＩＣチップに接触しているか否かを検知する接触検知手段と、
第一の配線の中途部および第二の配線の中途部に設けられ、接触検知手段が、一対のプローブとＩＣチップとが接触していることを検知したときはオフとなり、一対のプローブとＩＣチップとが離間していることを検知したときはオンとなるスイッチ手段と、
を含むプローブ短絡検知回路を具備するものである。

請求項２においては、前記プローブ短絡検知回路を、前記基板に設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、一対のプローブ間の短絡を容易かつ確実に把握することが可能であり、プローブカードを用いたＩＣチップの検査の信頼性が向上する。

請求項２においては、プローブカードを着脱する際の作業性に優れる。

以下では、図１を用いて本発明の実施の一形態であるプローブカード１について説明する。
プローブカード１は、ＩＣチップ２０がウェーハ上に形成された時点でＩＣチップ２０を検査装置に接続し、ＩＣチップ２０の回路を動作させることにより電気的特性を測定し、該測定の結果に応じて良否を判断するために用いられる。
プローブカード１は、フォース側プローブ２・２・・・・およびセンス側プローブ３・３・・・からなるプローブ群、基板４、プローブ短絡検知回路６等を具備する。

プローブカード１は図示せぬ検査装置を構成する部材（または、図示せぬ検査装置と連動する部材）の一つであるテストヘッドにパフォーマンスボードを介して取り付けられる。
テストヘッドは、プローブカード１をＩＣチップ２０が形成されたウェーハに接触する（厳密には、プローブ群をＩＣチップ２０に接触させる）方向および離間する方向に移動させるものである。
また、パフォーマンスボードはプローブカード１をテストヘッドに取り付けるとともに、検査装置とプローブカード１との間の電気的な接続（信号のやりとり）を行うための中継治具である。

プローブ群はＩＣチップ２０上のパッド２１・２１・・・に接触して通電するものである。本実施例では、ケルビン測定を行うために各パッド２１にフォース側プローブ２およびセンス側プローブ３からなる一対のプローブを接触させる構成としている。
ここで、フォース側プローブ２はＩＣチップに検査のための所望の電位差および周波数の電圧を印加するためのプローブであり、センス側プローブ３はフォース側プローブ２が印加する電圧の基準となる電位を設定するためのプローブである。
フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３は通常、耐摩耗性に優れた導電性の金属（例えばタングステン等）からなるが、ＶＬＳ成長により形成されたシリコンウィスカーを用いることも可能である。
なお、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３の形状については針状のもの（ニードル型）でもバンプ状のもの（メンブレン型）のいずれでも良い。また、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３がニードル型の場合、該プローブの長手方向がＩＣチップの面に対して垂直な垂直ニードル型でも、該プローブの長手方向がＩＣチップの面に対して水平な水平ニードル型のいずれでも良い。

基板４は前記プローブ群の基部（ＩＣチップ２０上のパッド２１・２１・・・に接触する先端部と反対側の端部）を支持するとともに、前記プローブ群と外部（通常は各種検査装置）とを接続するための導通経路を形成する部材である。
本実施例の場合、基板４は略円形の板状の部材であり、略中央にはＩＣチップ２０の形状に対応する孔４ａが設けられている。プローブ群の基部は基板４の上面かつ孔４ａの周縁部に支持され、プローブ群の先端部は孔４ａを通って基板４の下面よりも下方に延びている。

なお、基板４の形状については、略円形に限定されず、他の形状（例えば、略矩形）でも良い。
また、孔４ａの形状についても、ＩＣチップ２０の形状に対応する形状に限定されず、ＩＣチップ２０のパッド２１・２１・・・にプローブ群を接触させることが可能であれば他の形状でも良い。

基板４には配線５・５・・・・が設けられる。配線５・５・・・の一端はプローブ群を構成するフォース側プローブ２・２・・・およびセンス側プローブ３・３・・・にそれぞれ導通可能に接続され、他端側は図示せぬ検査装置と導通可能に接続される。

以下では、図１を用いてプローブ短絡検知回路６の詳細構成について説明する。
プローブ短絡検知回路６は、同一のパッド２１に接触する一対のフォース側プローブ２およびセンス側プローブ３の間の短絡を検知するための回路である。
プローブ短絡検知回路６は主に、電気配線７、電気配線８、報知手段９、電源１０、接触検知手段１１、スイッチ手段１２、等を具備する。

電気配線７の一端はフォース側プローブ２（より厳密には、フォース側プローブ２と接続された配線５の中途部）に接続され、他端は電源１０に接続される。
また、電気配線７の中途部にはスイッチ手段１２を構成する部材の一つである第一スイッチ１２ａが設けられる。

電気配線８の一端はセンス側プローブ３（より厳密には、センス側プローブ３と接続された配線５の中途部）に接続され、他端は報知手段９に接続される。
また、電気配線８の中途部にはスイッチ手段１２を構成する部材の一つである第二スイッチ１２ｂが設けられる。

報知手段９は音や光等により電力が供給されたことを作業者に報知するものであり、具体例としてはブザーやランプ、ＬＥＤ等が挙げられる。本実施例においては報知手段９は電源１０に対して直列的に接続されている。

電源１０はプローブ短絡検知回路６に電力を供給するものである。電源１０は乾電池やバッテリー等でも良いが、図示せぬ検査装置等の電源が電源１０を兼ねる（図示せぬ検査装置等からプローブ短絡検知回路６に電力を供給する）構成としても良い。

接触検知手段１１は、プローブ群がＩＣチップ２０に接触しているか否かを検知するものである。

スイッチ手段１２は、第一スイッチ１２ａおよび第二スイッチ１２ｂを具備する。
第一スイッチ１２ａは電気配線７の中途部に設けられ、第二スイッチ１２ｂは電気配線８の中途部に設けられる。
第一スイッチ１２ａおよび第二スイッチ１２ｂは、接触検知手段１１が、プローブ群とＩＣチップ２０とが接触していることを検知したときはオフとなり、プローブ群とＩＣチップ２０とが離間していることを検知したときはオンとなる。
ここで、接触検知手段１１をレバーやリンク等としては機械的にスイッチ手段１２のオン・オフの動作をさせても良く、接触検知手段１１を接触スイッチとして電気的にスイッチ手段１２のオン・オフの動作をさせても良い。

以上の如く、本実施例のプローブカード１は、ウェーハに形成されたＩＣチップ２０に接触させて通電するフォース側プローブ２およびセンス側プローブ３（少なくとも一対のプローブ）と、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３と外部（通常は、図示せぬ検査装置）との導通経路を形成する基板４と、を具備し、
フォース側プローブ２（一対のプローブの一方）に一端が接続された電気配線７（第一の配線）と、
センス側プローブ３（一対のプローブの他方）に一端が接続された電気配線８（第二の配線）と、
電気配線７の他端と電気配線８の他端との間に接続された報知手段９および電源１０と、
フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３がＩＣチップに接触しているか否かを検知する接触検知手段１１と、
電気配線７の中途部および電気配線８の中途部に設けられ、接触検知手段１１が、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３とＩＣチップとが接触していることを検知したときはオフとなり、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３とＩＣチップとが離間していることを検知したときはオンとなるスイッチ手段１２と、
を含むプローブ短絡検知回路６を具備する。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、プローブ短絡回路６は、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３からなる一対のプローブがＩＣチップ２０とが離間しているとき（例えば、フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３が、あるＩＣチップ２０に接触した状態から、別のＩＣチップ２０に接触した状態に移行するときや、プローブカード１を用いた検査を行っていないとき等）に、該一対のプローブの間で短絡が起こると閉じた回路となり、報知手段９が作動して（音や光を出して）作業者に該一対のプローブの間で短絡が起こっていることを知らせることが可能である。
従って、該一対のプローブ間の短絡を容易かつ確実に把握することが可能であり、プローブカードを用いたＩＣチップの検査の信頼性が向上する。

また、本実施例のプローブカード１は、検査装置がＩＣチップ２０に通電して検査を行っているとき（フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３からなる一対のプローブがＩＣチップとが接触しているとき）にはスイッチ手段１２がオフとなって開いた回路となるため、検査に影響を与えることが無く、検査装置等を何ら設計変更等する必要が無い。
さらに、プローブカード１は、既存のプローブカードにプローブ短絡検知回路６を追加することにより達成可能である。
そのため、既存の設備に容易に導入することが可能であり、導入コストを抑えることが可能である。

なお、本実施例では、図１に示すプローブ群のうち、右上に位置する一対のプローブ（フォース側プローブ２およびセンス側プローブ３）にのみプローブ短絡検知回路６を適用しているが、他の一対のプローブにプローブ短絡検知回路６を適用することも可能であり、図１の構成に限定されるものではない。

また、プローブ短絡検知回路６は接触検知手段１１のみを基板４に設け、他の構成部材をパフォーマンスボード等に設けても略同様の効果を奏するが、図１に示す如く、プローブ短絡検知回路６を構成する部材を全て基板４に設けることが好ましい。
これは、プローブ短絡検知回路６と基板４とが一体となっているため、プローブカード１をパフォーマンスボードに着脱する際の作業性に優れるからである。

本発明の実施の一形態であるプローブカードを示す模式図。

符号の説明

１ プローブカード
２ フォース側プローブ
３ センス側プローブ
４ 基板
６ プローブ短絡検知回路
７ 電気配線（第一の配線）
８ 電気配線（第二の配線）
９ 報知手段
１０ 電源
１１ 接触検知手段
１２ スイッチ手段
２０ ＩＣチップ

Claims (2)

1. ウェーハに形成されたＩＣチップに接触させて通電する少なくとも一対のプローブと、該一対のプローブと外部との導通経路を形成する基板と、を具備するプローブカードであって、
   一対のプローブの一方に一端が接続された第一の配線と、
   一対のプローブの他方に一端が接続された第二の配線と、
   第一の配線の他端と第二の配線の他端との間に直列に接続された報知手段および電源と、
   一対のプローブがＩＣチップに接触しているか否かを検知する接触検知手段と、
   第一の配線の中途部および第二の配線の中途部に設けられ、接触検知手段が、一対のプローブとＩＣチップとが接触していることを検知したときはオフとなり、一対のプローブとＩＣチップとが離間していることを検知したときはオンとなるスイッチ手段と、
   を含むプローブ短絡検知回路を具備する、ことを特徴とするプローブカード。
2. 前記プローブ短絡検知回路を、前記基板に設けたことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。

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