JP2006078351A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】 アルミの破片やダストによる悪影響を排除して、位置を正確に求めることが可能なプローブカードを提供する。
【解決手段】 プローブカードは、ウェーハ４０上の半導体チップ４１の複数のボンディングパッド４２に対して接触可能な複数のバンプ９を備えたバンプ付メンブレン２と、配線基板５と、バンプ付メンブレン２と配線基板５とを接続する異方性導電ゴム３とにより構成され、バンプ付メンブレン２上に位置合わせ用バンプ１５ａを複数形成し、位置合わせ用バンプ１５ａには、ウェーハ４０に対向する平坦な反射面１６が形成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、半導体デバイスのウェーハテストに用いるプローブカードおよびプローバ装置に関するものである。

ウェーハ上の半導体デバイスのテストは、プローブカードを用いてウェーハ上の半導体チップに接続することにより、半導体テスタの信号を印加、収集して実施される。従来、この接続を行うためには、タングステンなどによるプローブピンを用いたカンチレバー方式、屈曲ピンを用いたマトリクス方式、メンブレンにバンプを形成した方式のプローブカードを利用している（例えば、特許文献１，２参照）。

このうち、図９に、従来のカンチレバー方式のプローブカード５１の構造を示す。すなわち、配線基板５２には、複数のプローブピン５３と、プローブピン５３を保持する絶縁台５４と、外部との接続を行うための端子５５と、プローブピン５３と端子５５との間に接続される信号線５６とが設けられている。上記プローブピン５３の先端を構成するピン先５７はウェーハ上の半導体チップの引出し端子であるボンディングパッドに接続する役割を有し、プローブピン５３は接続する半導体チップ上のボンディングパッドの数だけ配列されている。

次に動作環境について図１０を用いて説明する。
上記のように構成されたプローブカード５１は、プローバ装置６１に搭載され、インタフェースリング６２を介してテスタ（パフォーマンスボード６３）に接続して用いられる。

上記プローバ装置６１は、上記プローブカード５１を保持すると共に、テストを行うウェーハ６４を駆動してプローブカード５１に接続する機能を持つものであり、以下のように構成されている。

プローバ装置６１のプローバ筐体６６の上部には開口部が形成され、開口部の周縁には、プローブカード５１の配線基板５２の外周部分を保持する円環状のカードホルダ６７が取付けられている。また、プローバ筐体６６の内部には、テストの対象であるウェーハ６４を保持するチャック６８と、このチャック６８を駆動させる駆動テーブル装置６９とが設けられている。上記駆動テーブル装置６９は、チャック６８を垂直方向に駆動する垂直駆動テーブル７０と、チャック６８を垂直軸７１の周りに回転させる回転駆動テーブル７２と、互いに直交する水平ＸＹ方向に駆動する水平ＸＹ駆動テーブル７３とで構成されている。

プローバ筐体６６内の上部には、チャック６８上に配置されたウェーハ６４上の半導体チップのボンディングパッドの画像を写す第１のカメラ７５が設けられている。また、チャック６８には、プローブカード５１のプローブピン５３のピン先５７の画像を写す第２のカメラ７６が設けられている。上記第１および第２のカメラ７５，７６は、それぞれ所定の焦点距離を有しており、認識装置７７に接続され、画像信号がカメラ７５，７６から認識装置７７に送られる。

上記パフォーマンスボード６３は、信号をプローブカード５１へ印加する半導体テスタのヘッド下部に設けられており、カードホルダ６７に保持されたプローブカード５１の上方に配置され、インタフェースリング６２を介して、配線基板５２に接続されている。上記インタフェースリング６２にはポゴピン７８が内蔵され、ポゴピン７８のクッション性によりパフォーマンスボード６３の各信号端子と配線基板５２の端子５５とが接続されている。

次に動作の詳細を説明する。
図１０において、ウェーハ６４をチャック６８上に装着し、チャック６８をステップ的に順次動かしながら、ウェーハ６４の半導体チップのボンディングパッドを、固定されているプローブカード５１のプローブピン５３のピン先５７に対し順次下方から押しつけて接続させる。この際、ウェーハ６４の半導体チップの各ボンディングパッドに正確にプローブピン５３のピン先５７を当てるべく位置合わせが行われる。

上記位置合わせは、以下の（１）予備作業と（２）認識作業と（３）位置合わせ作業とで構成されている。
（１）予備作業
水平ＸＹ駆動テーブル７３を駆動することによりウェーハ６４を第１のカメラ７５の下に移動させ、第１のカメラ７５を用いて、ウェーハ６４上の数個所（誤差を減らすため互いの距離が離れたウェーハ６４の外周に近い数個所）において、ボンディングパッドの画像を写す。認識装置７７は、撮影された画面内のボンディングパッドの水平ＸＹ方向の位置と形状とを測定し、これらボンディングパッドの位置情報と形状情報として登録する。この際、さらに垂直駆動テーブル７０を駆動することによりウェーハ６４を第１のカメラ７５の下方で垂直方向（上下方向）に移動させ、第１のカメラ７５で写されるボンディングパッドの画像の焦点が合う高さで垂直駆動テーブル７０を停止させる。これにより、認識装置７７は、撮影された画面内のボンディングパッドの高さを測定し、ボンディングパッドの高さ情報として登録する。

また、水平ＸＹ駆動テーブル７３を駆動することにより第２のカメラ７６を移動させて、プローブカード５１上の数個所（誤差を減らすため互いの距離が離れたプローブカード５１の外周に近い数個所）において、プローブピン５３の画像を写す。認識装置７７は、撮影された画面内のプローブピン５３のピン先５７の水平ＸＹ方向の位置と形状とを測定し、これらプローブピン５３の位置情報と形状情報として登録する。この際、さらに垂直駆動テーブル７０を駆動することにより、第２のカメラ７６をプローブカード５１の下方で垂直方向（上下方向）に移動させ、第２のカメラ７６で写されるプローブピン５３のピン先５７の画像の焦点が合う高さで垂直駆動テーブル７０を停止させる。これにより、認識装置７７は、撮影された画面内のプローブピン５３のピン先５７の高さを測定し、プローブピン５３の高さ情報として登録する。

上記のようにして、予めウェーハ６４のボンディングパッドの位置と形状と高さおよびプローブカード５１のプローブピン５３のピン先５７の位置と形状と高さをそれぞれ認識装置７７に登録しておき、これら登録した位置と形状と高さとの情報を基にして、次の認識作業が実施される。
（２）認識作業
テストの対象となるウェーハ６４の水平ＸＹ方向の位置を測定する際、上記（１）予備作業において予め登録しておいたウェーハ６４上の数箇所についてのボンディングパッドの位置情報と形状情報とに基づいて、水平ＸＹ駆動テーブル７３を駆動し、第１のカメラ７５でウェーハ６４のボンディングパッドの形状を探し出し、探し出した位置を実際の位置として認識装置７７に記憶しておく。この際、さらに、上記（１）予備作業において予め登録しておいたウェーハ６４上の数箇所についてのボンディングパッドの高さ情報に基づいて、垂直駆動テーブル７０を駆動し、第１のカメラ７５で写されたボンディングパッドの画像の焦点が合う高さを探し出し、探し出した高さを実際の高さとして認識装置７７に記憶しておく。

また、プローブカード５１はプローバ筐体６６に固定されているため、上記（１）予備作業において予め登録しておいた位置と高さが大きくずれることはないが、温度の影響等によって、位置や高さが若干ずれることがあるため、正確さを高めるために同様の認識作業を行う。すなわち、上記（１）予備作業において予め登録しておいたプローブカード５１上の数箇所についてのプローブピン５３のピン先５７の位置情報と形状情報とに基づいて、水平ＸＹ駆動テーブル７３を駆動し、第２のカメラ７６でプローブピン５３のピン先５７の形状を探し出し、探し出した位置を実際の位置として認識装置７７に記憶しておく。この際、さらに、上記（１）予備作業において予め登録しておいたプローブカード５１上の数箇所についてのプローブピン５３の高さ情報に基づいて、垂直駆動テーブル７０を駆動し、第２のカメラ７６で写されたプローブピン５３のピン先５７の画像の焦点が合う高さを探し出し、探し出した高さを実際の高さとして認識装置７７に記憶しておく。
（３）位置合わせ作業
上記（２）認識作業において測定されたテスト対象のウェーハ６４のボンディングパッドの位置に基づいて、テスト対象のウェーハ６４の水平ＸＹ方向の位置を求め、上記（２）認識作業において測定されたプローブピン５３のピン先５７の位置に基づいて、プローブカード５１の水平ＸＹ方向の位置を求める。そして、ウェーハ６４の水平ＸＹ方向の位置がプローブカード５１の水平ＸＹ方向の位置に一致するように、水平ＸＹ駆動テーブル７３と回転駆動テーブル７２とを駆動して、ウェーハ６４の位置を補正し、ウェーハ６４とプローブカード５１との水平ＸＹ方向の位置を合わせる。

その後、上記（２）認識作業において測定されたテスト対象のウェーハ６４のボンディングパッドの高さとプローブピン５３のピン先５７の高さとに基づいて、垂直駆動テーブル７０を駆動してウェーハ６４を垂直軸７１の方向へ上昇させる。これにより、ウェーハ６４のボンディングパッドがプローブピン５３のピン先５７に当って、プローブピン５３が上方に曲がり、高さ吸収を行うと共に必要な接触圧が得られる。同時に、プローブピン５３はボンディングパッド上を引っかきながら滑るスクライブ動作を行い、ボンディングパッドを覆っているアルミの酸化膜を破壊して安定なボンディングパッドへの接触を実現している。
特開平８−２２０１４０ 特開２０００−１７４０７８

しかしながら、上記の従来形式では、ウェーハ６４のボンディングパッドがプローブピン５３のピン先５７に接触した際、アルミの破片やウェーハ６４上のダストがプローブピン５３のピン先５７に付着し易かった。したがって、プローブカード５１上の数箇所におけるプローブピン５３のピン先５７を第２のカメラ７６で写して位置を測定し、測定されたピン先５７の位置に基づいてプローブカード５１の位置を求める際、ピン先５７に付着したアルミの破片やダストによってピン先５７の画像が変形してしまい、ピン先５７の位置や形状の測定に支障を来すといった問題がある。このような問題は、上記のようなカンチレバー方式のプローブカード５１のみならず、メンブレンにバンプを形成した方式のプローブカードにも同様に生じ、これにより、プローブカード５１の位置を正確に求めることが困難になるといった問題がある。

本発明は、アルミの破片やダストによる悪影響を排除して、位置を正確に求めることが可能なプローブカードを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明におけるプローブカードは、ウェーハ上の半導体チップの複数の引出し端子に対して接触可能な複数のバンプを備えたバンプ付メンブレンと、配線基板と、上記バンプ付メンブレンと配線基板とを接続する異方性導電ゴムとにより構成され、
上記バンプ付メンブレン上に、位置合わせ用バンプを複数形成したものである。

これによると、位置合わせ用バンプをカメラで写して位置を測定し、測定された位置合わせ用バンプの位置に基づいてプローブカードの位置を求めることができる。そして、テスト対象のウェーハの位置をプローブカードの位置に一致させ、ウェーハ上の半導体チップの各引出し端子をプローブカードのバンプ付メンブレンの各バンプに接触させ、テストを行う。この際、上記各位置合わせ用バンプはウェーハ上の半導体チップの引出し端子に対して非接触であるため、アルミの破片やウェーハ上のダストが位置合わせ用バンプに付着することはない。したがって、上記アルミの破片やダストによって位置合わせ用バンプの画像が変形することはなく、位置合わせ用バンプの位置の測定が支障無く行える。これにより、プローブカードの位置を正確に求めることができる。

また、本第２発明におけるプローブカードは、位置合わせ用バンプはバンプ付メンブレンの外周部分に形成されているものである。
これによると、複数の位置合わせ用バンプ間の距離を大きく確保することができるため、各位置合わせ用バンプの位置に基づいてプローブカードの位置を求める際の誤差が軽減される。

また、本第３発明におけるプローブカードは、バンプ付メンブレンに備えられたバンプは個々の半導体チップの引出し端子に対応する複数のグループに分けられ、
位置合わせ用バンプは上記グループ毎に形成されているものである。

また、本第４発明におけるプローブカードは、位置合わせ用バンプには、ウェーハに対向する平坦な反射面が形成されているものである。
これによると、ウェーハの側から位置合わせ用バンプの反射面に光を照射し、落射照明によって、位置合わせ用バンプをカメラで写して位置を測定する。この際、位置合わせ用バンプの反射面はウェーハに対向して平坦に形成されているため、上記落射照明では、位置合わせ用バンプの反射面が白色の円形の画像として映り、これにより、位置合わせ用バンプの位置や形状を容易かつ明確に認識することができる。

以上のように、本第１発明によると、位置合わせ用バンプの位置を測定し、これに基づいてプローブカードの位置を求めることができる。また、上記位置合わせ用バンプはウェーハ上の半導体チップの引出し端子に対して非接触であるため、アルミの破片やウェーハ上のダストが位置合わせ用バンプに付着することはない。したがって、位置合わせ用バンプの位置の測定が支障無く行え、これにより、プローブカードの位置を正確に求めることができる。

また、本第２発明によると、各位置合わせ用バンプの位置に基づいてプローブカードの位置を求める際の誤差が軽減される。
また、本第４発明によると、位置合わせ用バンプの位置や形状を容易かつ明確に認識することができる。

以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、１は、ウェーハ４０上の半導体チップ（半導体デバイス）のテストに用いられるプローブカードである。このプローブカード１は、バンプ付メンブレン２と、第１および第２の異方性導電ゴム３，４と、第１および第２の配線基板５，６とを備えている。

図３〜図５に示すように、上記バンプ付メンブレン２と第１の配線基板５とは第１の異方性導電ゴム３によって接続されている。
上記バンプ付メンブレン２は、銅箔付のポリイミドシートより形成されたメンブレン本体８と、メンブレン本体８上に形成された複数の半球状のバンプ９とで構成されている。上記バンプ９は、レーザ加工にてメンブレン本体８に開けた穴よりメッキにてニッケル金属を成長させることで形成される。また、上記バンプ９の数は、同時に測定するウェーハ４０上の複数個の半導体チップ４１の数に対応している。尚、バンプ９の表面は、ウェーハ４０の半導体チップ４１の各ボンディングパッド４２（引出し端子の一例）の表面を覆っている酸化アルミを破壊して安定な接触を得るために、粗面化されている。

メンブレン本体８の裏側には、メンブレン本体８に貼り付けられた銅箔をエッチングすることによって裏面パターン１０が形成されている。この裏面パターン１０は、バンプ９から得た信号を第１の異方性導電ゴム３に安定に伝える面積を有している。

図５に示すように、上記第１の異方性導電ゴム３は、弾性体にて構成されており、バンプ９の高さのバラツキおよびウェーハ４０上のボンディングパッド４２の高さのバラツキを吸収する役割を持つと同時に、ハッチング部分が上下に圧縮されることにより上下に電気を通す構造を備えており、バンプ付メンブレン２がウェーハ４０上の半導体チップ４１に接続した信号を伝える役割を持っている（尚、製造方法については特開平１１−４０２２４号公報参照）。

また、第１の異方性導電ゴム３は、その周縁部に設けられた異方性導電ゴムフレーム１１によって、バンプ付メンブレン２と第１の配線基板５との間に保持されている。尚、バンプ付メンブレン２と異方性導電ゴムフレーム１１とはそれぞれ、第１の配線基板５の周辺に固定されている。尚、上記第１の配線基板５は、円盤状に形成されており、第１の異方性導電ゴム３の通電部に接触する端子（図示せず）から第１の配線基板５に形成された信号線（図示せず）を通して外部へ信号を引き出す役割を持っている。

また、図１に示すように、第２の異方性導電ゴム４は、第１の配線基板５と第２の配線基板６との間に設けられており、弾性体で構成されながらも電気を通す性質を有し、第１の配線基板５から外部へ引出された信号を伝える役割を持っている。さらに、第２の配線基板６は、円盤状に形成されており、第２の異方性導電ゴム４の通電部に接触する端子（図示せず）から第２の配線基板６に形成された信号線（図示せず）を通して外部へ信号を引き出す役割を持っている。

上記第２の配線基板６の下面側には、第１の配線基板５を保持する基板ホルダ１２が設けられている。第１の配線基板５が基板ホルダ１２を介して第２の配線基板６に保持されることによって、第２の異方性導電ゴム４は第１および第２の配線基板５，６間に挟まれて、接続に必要な圧力を与えられる。また、第２の配線基板６の上面側には、第２の配線基板６を補強して反りを防止するための反り防止用補強板１３が設けられている。

また、図３〜図５に示すように、上記バンプ付メンブレン２のメンブレン本体８には、複数の位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄが形成されている。上記位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄは、他のバンプ９と同様に形成されるが、メンブレン本体８の穴からメッキを成長させていく過程において、メッキが穴の下端に達した時点でメンブレン本体８の下面側にレジストを塗布し、メッキがそれ以上下方に成長することを阻止する。これにより、各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄには、ウェーハ４０に対向する反射面１６が形成され、各反射面１６はメンブレン本体８の第１の異方性導電ゴム３とは反対側の面（下面）に対して面一となるように平坦に形成されている。尚、各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄは、メンブレン本体８の外周部分の前後左右４箇所に形成されており、複数のバンプ９群が形成されている領域１７の外側に配置されている。

上記のように構成されたプローブカード１は、図６に示すように、プローバ装置２１に搭載され、インタフェースリング２２を介してテスタ（パフォーマンスボード２３）に接続して用いられる。

上記プローバ装置２１は、上記プローブカード１を保持すると共に、テストを行うウェーハ４０を駆動してプローブカード１に接続する機能を持つものであり、以下のように構成されている。

プローバ装置２１のプローバ筐体２４（固定部材の一例）の上部には開口部が形成され、開口部の周縁には、プローブカード１の第２の配線基板６の外周部分を保持する円環状のカードホルダ２５が取付けられている。このカードホルダ２５はプローブカード１をプローバ筐体２４側に保持する保持部材の一例である。

また、プローバ筐体２４の内部には、テストの対象であるウェーハ４０を保持するチャック２６と、このチャック２６を駆動させる駆動装置２７（移動手段一例）とが設けられている。上記駆動装置２７は、チャック２６を第１の配線基板５に平行な水平ＸＹ方向へ移動させる水平ＸＹ駆動テーブル２８と、チャック２６を第１の配線基板５に直交する垂直軸２９に沿った垂直方向へ移動させる垂直駆動テーブル３０と、チャック２６を垂直軸２９周りの回転方向へ回転移動させる回転駆動テーブル３１とで構成されている。

プローバ筐体２４内の上部には、チャック２６上に配置されたウェーハ４０の半導体チップ４１のボンディングパッド４２の画像を写す第１のカメラ３３が設けられている。また、チャック２６には、上記カードホルダ２５に保持されたプローブカード１の各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの画像を写す第２のカメラ３４が設けられている。尚、第２のカメラ３４には、各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの反射面１６に光を照射する落射照明装置３６が付加されている。

また、上記プローバ筐体２４の内部には、第１のカメラ３３によって撮影されたボンディングパッド４２の位置と第２のカメラ３４によって撮影された位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置とに基づいて、ウェーハ４０の位置とプローブカード１の位置とを求める認識装置３５が設けられている。すなわち、第１および第２のカメラ３３，３４は認識装置３５に接続されており、画像信号がカメラ３３，３４から認識装置３５に送られる。

また、上記パフォーマンスボード２３は、信号をプローブカード１へ印加する半導体テスタのヘッド下部に設けられており、カードホルダ２５に保持されたプローブカード１の上方に配置され、且つ、上記インタフェースリング２２を介して、第２の配線基板６に接続されている。上記インタフェースリング２２にはポゴピン３７が内蔵され、ポゴピン３７のクッション性によってパフォーマンスボード２３の各信号端子（図示せず）と第２の配線基板６の外部に引き出された信号端子（図示せず）とが接続されている。

以下、上記構成における作用を説明する。
図６に示すように、カードホルダ２５を介してプローブカード１をプローバ筐体２４に保持し、ウェーハ４０をチャック２６上に保持し、チャック２６をステップ的に順次動かしながらウェーハ４０の半導体チップ４１のボンディングパッド４２を、固定されているプローブカード１のバンプ９に対して順次下方から押し付けて接続させる。この際、ウェーハ４０の半導体チップ４１の各ボンディングパッド４２に正確にバンプ９を当てるべく位置合わせが行われる。

上記位置合わせは、以下の（１）予備作業と（２）認識作業と（３）位置合わせ作業とで構成されている。
（１）予備作業
水平ＸＹ駆動テーブル２８を駆動してチャック２６を水平ＸＹ方向に移動させることにより、ウェーハ４０を第１のカメラ３３の下に移動させ、第１のカメラ３３を用いて、ウェーハ４０上の数個所（誤差を減らすため互いの距離が離れたウェーハ４０の外周に近い数個所）において、ボンディングパッド４２の画像を写す。認識装置３５は、撮影された画面内のボンディングパッド４２の水平ＸＹ方向の位置と形状とを測定し、これらボンディングパッド４２の位置情報と形状情報として登録する。この際、さらに垂直駆動テーブル３０を駆動することによりウェーハ４０を第１のカメラ７５の下方で垂直軸２９の方向（上下方向）へ移動させ、第１のカメラ３３で写されるボンディングパッド４２の画像の焦点が合う高さで垂直駆動テーブル３０を停止させる。これにより、認識装置３５は、撮影された画面内のボンディングパッド４２の高さを測定し、ボンディングパッド４２の高さ情報として登録する。

また、水平ＸＹ駆動テーブル２８を駆動することにより、チャック２６と共に第２のカメラ３４を水平ＸＹ方向へ移動させ、第２のカメラ３４を用いて、プローブカード１の各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの画像を写す。認識装置３５は、撮影された画面内の各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの水平ＸＹ方向の位置と形状とを測定し、これら位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置情報と形状情報として登録する。この際、さらに垂直駆動テーブル３０を駆動することにより、第２のカメラ３４をプローブカード１の下方で垂直軸２９の方向（上下方向）へ移動させ、第２のカメラ３４で写される各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの画像の焦点が合う高さで垂直駆動テーブル３０を停止させる。これにより、認識装置３５は、撮影された画面内の各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの高さを測定し、各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの高さ情報として登録する。

上記のようにして、予めウェーハ４０のボンディングパッド４２の水平ＸＹ方向の位置と形状と高さおよびプローブカード１の位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの水平ＸＹ方向の位置と形状と高さをそれぞれ認識装置３５に登録しておき、これら登録した位置と形状と高さとの情報を基にして、次の認識作業が実施される。
（２）認識作業
テストの対象となるウェーハ４０の水平ＸＹ方向の位置を測定する際、上記（１）予備作業において予め登録しておいたウェーハ４０上の数箇所についてのボンディングパッド４２の位置情報と形状情報とに基づいて、水平ＸＹ駆動テーブル２８を駆動し、第１のカメラ３３でウェーハ４０のボンディングパッド４２の形状を探し出し、探し出した位置を実際の位置として認識装置３５に記憶しておく。この際、さらに、上記（１）予備作業において予め登録しておいたウェーハ４０上の数箇所についてのボンディングパッド４２の高さ情報に基づいて、垂直駆動テーブル３０を駆動し、第１のカメラ３３で写されたボンディングパッド４２の画像の焦点が合う高さを探し出し、探し出した高さを実際の高さとして認識装置３５に記憶しておく。

また、プローブカード１はプローバ筐体２４に固定されているため、上記（１）予備作業において予め登録しておいた位置と高さが大きくずれることはないが、温度の影響等によって、位置や高さが若干ずれることがあるため、正確さを高めるために同様の認識作業を行う。すなわち、上記（１）予備作業において予め登録しておいたプローブカード１の位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置情報と形状情報とに基づいて、水平ＸＹ駆動テーブル２８を駆動し、第２のカメラ３４で位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの形状を探し出し、探し出した位置を実際の位置として認識装置３５に記憶しておく。この際、さらに、上記（１）予備作業において予め登録しておいた位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの高さ情報に基づいて、垂直駆動テーブル３０を駆動し、第２のカメラ３４で写された位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの画像の焦点が合う高さを探し出し、探し出した高さを実際の高さとして認識装置３５に記憶しておく。
（３）位置合わせ作業
上記（２）認識作業において測定されたテスト対象のウェーハ４０のボンディングパッド４２の位置に基づいてテスト対象のウェーハ４０の水平ＸＹ方向の位置を求め、上記（２）認識作業において測定された位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置に基づいてプローブカード１の水平ＸＹ方向の位置を求める。そして、ウェーハ４０の水平ＸＹ方向の位置がプローブカード５１の水平ＸＹ方向の位置に一致するように、水平ＸＹ駆動テーブル２８と回転駆動テーブル３１とを駆動してチャック２６を移動し、ウェーハ４０の位置を補正し、ウェーハ４０とプローブカード１との水平ＸＹ方向の位置を合わせる。

その後、上記（２）認識作業において測定されたテスト対象のウェーハ４０のボンディングパッド４２の高さと位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの高さとに基づいて、垂直駆動テーブル３０を駆動し、垂直軸２９に沿ってウェーハ４０を上昇させる。これにより、ウェーハ４０の各ボンディングパッド４２がプローブカード１の各バンプ９に当って、バンプ９が上方へ押し上げられ、第１の異方性導電ゴム３を圧縮して接続が行われ、高さ吸収を行うと共に必要な接触圧を得る。同時に、バンプ９は、その表面の粗面部分によって、ウェーハ４０のボンディングパッド４２を覆っているアルミの酸化膜を破壊し、ボンディングパッド４２に安定して接続されることを可能にしている。これにより、ウェーハ４０上の半導体チップ４１に対して電気的なテストを行う。

上記（１）予備作業〜（３）位置合わせ作業の一連の作業において、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄはウェーハ４０上の半導体チップ４１のボンディングパッド４２に対して非接触であるため、アルミの破片やウェーハ４０上のダストが位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄに付着することはない。したがって、上記アルミの破片やダストによって位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの画像が変形することはなく、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置の測定が支障無く行える。これにより、プローブカード１の位置を正確に求めることができる。

また、上記（１）予備作業と（２）認識作業とにおいて、第２のカメラ３４を用いてプローブカード１の各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄを撮影する際、図５の仮想線で示すように、第２のカメラ３４の落射照明装置３６によって、第２のカメラ３４の側から位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの反射面１６に光を照射した落射照明の状態で、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄを第２のカメラ３４で撮影して位置を測定する。この際、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの反射面１６はウェーハ４０に対向して平坦に形成されているため、上記落射照明では、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの反射面１６が白色の円形の画像として映り、これに対して、メンブレン本体８の表面は落射照明の光が乱反射して黒色の画像として映る。これにより、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置や形状を容易かつ明確に認識することができる。

尚、第２のカメラ３４を用いて、仮に、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄではなくバンプ９を撮影した場合、バンプ９は半球状の形状を有するため、第２のカメラ３４に付加された落射照明装置３６では、バンプ９の位置の認識が容易ではないといった不具合がある。

また、上記第１の実施の形態では、図３に示すように、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄをメンブレン本体８の外周部分の前後左右４箇所に形成しているため、各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄ間の距離を大きく確保することができ、これにより、各位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄの位置に基づいてプローブカード１の位置を求める際の誤差が軽減される。

上記第１の実施の形態では、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄをメンブレン本体８の外周部分の前後左右４箇所に形成しているが、４箇所に限定されるものではなく、４箇所以外の複数個所に形成してもよい。

上記第１の実施の形態では、位置合わせ用バンプ１５ａ〜１５ｄをメンブレン本体８の外周部分に形成しているが、第２の実施の形態として、図７，図８に示すように複数の位置合わせ用バンプ１５を配置してもよい。

すなわち、メンブレン本体８に備えられた複数のバンプ９はウェーハ４０上の個々の半導体チップ４１のボンディングパッド４２に対応する複数のグループＧ_１〜Ｇｎに分けられている。上記位置合わせ用バンプ１５は上記グループＧ_１〜Ｇｎ毎に１個ずつメンブレン本体８に形成されている。

尚、上記第１および第２の実施の形態では、バンプ９をメンブレン本体８にレーザ加工および印刷によるレジストを用いたメッキ技術によって形成しているため、これと同じプロセスによって各位置合わせ用バンプ１５，１５ａ〜１５ｄを一括形成し、これらの位置合わせ用バンプ１５，１５ａ〜１５ｄを第２のカメラ３４で認識することにより、上記バンプ９を認識するのと同様の認識位置精度を確保することができる。

ＬＳＩチップ等の半導体集積回路の電気的な特性をテストする際に用いられるプローブカードおよびプローバ装置に適用される。

本発明の第１の実施形態におけるプローブカードの断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 同、プローブカードのバンプ付メンブレンの図である。 図３におけるＡ−Ａ矢視図である。 図４における位置合わせ用バンプ付近の拡大図である。 同、プローブカードを備えたプローバ装置の図である。 本発明の第２の実施形態におけるプローブカードのバンプ付メンブレンの図である。 図７におけるＡ−Ａ矢視図である。 従来のプローブカードの断面図である。 従来のプローブカードを備えたプローバ装置の図である。

符号の説明

１ プローブカード
２ バンプ付メンブレン
３ 第１の異方性導電ゴム
５ 第１の配線基板
９ バンプ
１５，１５ａ〜１５ｄ 位置合わせ用バンプ
１６ 反射面
２１ プローバ装置
２４ プローバ筐体（固定部材）
２５ カードホルダ（保持部材）
２６ チャック
２７ 駆動装置（移動手段）
２９ 垂直軸
３３ 第１のカメラ
３４ 第２のカメラ
３５ 認識装置
３６ 落射照明装置
４０ ウェーハ
４１ 半導体チップ
４２ ボンディングパッド（引出し端子）
Ｇ_１〜Ｇｎ グループ

Claims (4)

1. ウェーハ上の半導体チップの複数の引出し端子に対して接触可能な複数のバンプを備えたバンプ付メンブレンと、配線基板と、上記バンプ付メンブレンと配線基板とを接続する異方性導電ゴムとにより構成され、
   上記バンプ付メンブレン上に、位置合わせ用バンプを複数形成したことを特徴とするプローブカード。
2. 位置合わせ用バンプはバンプ付メンブレンの外周部分に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
3. バンプ付メンブレンに備えられたバンプは個々の半導体チップの引出し端子に対応する複数のグループに分けられ、
   位置合わせ用バンプは上記グループ毎に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
4. 位置合わせ用バンプには、ウェーハに対向する平坦な反射面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプローブカード。

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