JP2007531878A - 半導体装置の両面プロービング - Google Patents

Abstract

テストを受ける半導体装置（１０）の特性をテストするためのプローブヘッドがテストを受ける少なくとも一つの半導体装置（１０）を支持する誘電体フィルム（２４）を含み、この誘電体フィルム（２４）を支持フレーム（２６）がぴんと張って支持する。第１支持体（４０）がテストを受ける半導体装置（１０）の第１側（１６）と電気的に接触するための第１プローブ（２８）を位置決めし、第２プローブ（３０）を第１位置（Ｐ１）と第２位置（Ｐ２）の間で動かすアクチュエータを有する第２支持体（３４）が第２プローブ（３０）を位置決めし、この第２位置（Ｐ２）は、このテストを受ける半導体装置の対向する第２側（１８）と電気的に接触するためである。

Description

この発明は、テストを受ける半導体装置の電気的特性をテストするためのプローブヘッドに関する。更に詳しくは、このプローブヘッドは、テストを受ける半導体装置の両面に接触し、電気的および光学的入力を受けることができる。このプローブヘッドは、発光ダイオード（ＬＥＤ）の特性をテストするために特に有効である。

ＬＥＤは、電気的に順方向にバイアスを掛けると不可干渉性の単色光を出す半導体装置である。この効果は、色および波長が使用する半導体材料に依る、エレクトロルミネセンスのある形である。例えば、砒化アルミニウムガリウムは、赤色および赤外光を発生し、窒化ガリウムは、緑色光を発生し、そしてセレン化亜鉛は、青色光を発生する。

図１は、先行技術から分っているＬＥＤ１０（半導体装置１０または装置１０とも呼ぶ）を示す。このＬＥＤ１０には、ＬＥＤの対向する第１側１６および第２側１８上に位置する第１および第２の導電性コンタクトパッド１２、１４がある。直流電圧を第１および第２コンタクトパッド１２、１４間に印加し、適正方向にバイアスすると、ＬＥＤ１０は、光２０を出す。

図２を参照すると、ＬＥＤ１０の導電性コンタクトパッドおよびその他の形態は、典型的にはウエハ２２にドーピングすることによって作る。このＬＥＤの電気的および光学的特性をテストすることが必要である。そのようなテストは、通常ＬＥＤ１０を切り分ける前にウエハ２２ステージで行う。

隣接するＬＥＤからの干渉がウエハステージテスト中に得た電気的および光学的データに影響するかも知れない。もし、テストを切り分け後に行えば、ＬＥＤ特性のより正確な測定値が得られるかも知れない。

本発明の一つの態様は、テストを受ける半導体装置の特性をテストするためのプローブヘッド構成要素であって、テストを受ける少なくとも一つの半導体装置を支持する誘電体フィルム、この誘電体フィルムをぴんと張って支持する支持フレーム、テストを受ける半導体装置の第１側と接触するための第１プローブ、そして第１位置と第２位置の間を移動でき、この第２位置はテストを受ける半導体装置の対向する第２側と接触するためである、第２プローブを含むプローブヘッド構成要素である。

本発明のもう一つの態様は、テストを受ける半導体装置の特性をテストするためのプローブヘッドであって、テストを受ける少なくとも一つの半導体装置を支持する誘電体フィルム、この誘電体フィルムをぴんと張って支持する支持フレーム、テストを受ける半導体装置の第１側と電気的に接触するための第１プローブを位置決めする第１支持体、そして、第２プローブを第１位置と第２位置の間で動かすアクチュエータを有し、この第２位置はこのテストを受ける半導体装置の対向する第２側と電気的に接触するためである、第２支持体を含むプローブヘッドである。

本発明の一つ以上の実施例の詳細を添付の図面および以下の説明に示す。発明の他の特徴、目的および利点は、この説明および図面から、そして請求項から明白であろう。

本発明を明らかにする目的で、添付の図面は、現在好ましい、この発明のある形を示す。しかし、本発明は、図面に示す厳密な装置および手段に限定されないことを理解すべきである。

さて、図面を参照すると、これらの図面では類似の番号が類似の部品を指し、そして、特に、図３および４Ａを参照すると、本発明の一態様は一つ以上の半導体装置１０の両側からデータを収集するためのプローブヘッドである。装置１０は、厚さ７０μｍのポリマフィルムのような、誘電体フィルム２４によって支持され、そのフィルムは、支持フレーム２６によってぴんと張って支持してある。一実施例で、装置１０は、互いから分離し且つ誘電体フィルム２４上に保持した、単一化したＬＥＤである。テストを受ける間、装置１０を、第１側を解析するために第１プローブ２８を使い、そして第２側１８を解析するために第２プローブ３０を使って解析する。この方法を使っては、第１プローブ２８および第２プローブ３０に対する装置１０の位置が、従来の一体ウエハプロービング同様断定できない。

カメラ３２、例えば、線形走査カメラを、これらの装置の位置を取込んでウエハマップを作れるようにするソフトウェアと共に使って、誘電体フィルム２４を走査する。その代りに、カメラ３２を第１プローブ２８からある既知の距離だけオフセットしてもよい。テストを受ける装置をテストする前にカメラ３２の視界を通過させる。ソフトウェアを使って、カメラ３２の視界内のテストを受ける装置の正確な位置を決める。次に、このデータを使ってプローブコントローラにこの装置をプローブ２８および３０の下へ持って行くためのＸおよびＹ軸に沿う正確な距離だけ駆動させる。走査カメラは、プロービング装置の一部であってもよく、または特にフィルムフレームを走査するための装置であってもよい。カメラによって得たデータをネットワークプロトコル、典型的にはインターネットプロトコル（ＩＰ）によって他のプロービング装置へ伝達することができる。

この装置が適正位置にあるとき、第１プローブ２８は、第１の導電性コンタクトパッド１２と電気的に接触する。第２プローブ３０は、装置１０から遠く離れた、第１位置Ｐ１と、第２導電性コンタクトパッド１４と電気的に接触する第２位置Ｐ２との間を移動できる。第２プローブ３０が、図４Ａに矢印で示すように、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ動くと、誘電体フィルム２４が刺通され、図４Ｂおよび４Ｃに示すように、第２プローブを電気的に接触できるようにする。

第２プローブ３０は、典型的には、銅合金のような、導電性材料で出来ていて、この業界でポゴコンタクトとして知られる種類のものでもよい。第２プローブ３０は、直径約２ｍｍのロッドの形をしている。第２プローブ３０は、誘電体フィルム２４を刺通し且つテストを受ける装置１０を電気的に接触させるために有効な、プローブ先端３３で終る。例えば、プローブ先端３３は、直径の小さい尖端を有してもよい。

図４Ａないし６を参照して、第２プローブ３０は、アクチュエータ（図示せず）を含む第２支持体３４によって支持してある。第２支持体３４は、第２プローブを第１位置と第２位置の間で動かすためにばね圧力とアクチュエータ（図示せず）を提供するステンレス鋼シム３６によるように、誘電体フィルム２４に対して支持した気密ハウジング（図示せず）を含んでもよい。好適なアクチュエータは、真空である。入口３８が第２支持体３４内に真空を引けるようにする。真空を引くと、第２プローブ３０が第２位置Ｐ２へ動く。この真空は、誘電体フィルム２４およびテストを受ける装置１０を安定な位置に保持するためにも有効である。第１支持体４０は、第１プローブ２８を位置決めし、テストを受ける半導体装置１０の第１側１６と電気的に接触しながら第１プローブを機械的に安定に保持する。第１プローブ２８は、第２プローブ３０について上に説明した種類の、導電性ロッドでもよい。

テストを受ける装置１０がＬＥＤであるとき、電気特性の他に、この装置の光学的特性を評価することが望ましい。今度は図７を参照して、或る実施例では、光チューブ４２を利用してもよい。光チューブ４２は、導電性且つ光学的に透明な被膜（図示せず）で塗被した透明表面４４で終る。透明表面４４は、このＬＥＤが出す光に透明なガラス板でもよい。このガラス板は、典型的にはやはりＬＥＤが出す光に透明な、インジウム錫酸化物のような、導電性層で塗被してある。

第１ケーブル４６が光学的および電気的情報を、コンピュータのような、１台のテスト装置へ伝達し、第２ケーブル４８は、電気的情報をこのテスト装置へ伝達する。

本発明の一つ以上の実施例を説明した。それにも拘らず、種々の修正をこの発明の精神および範囲から逸脱することなく施せることが分るだろう。例えば、ＬＥＤ以外の装置を発明のプローブヘッドを使ってテストすることが出来る。従って、他の実施例も以下の請求項の範囲内にある。

先行技術から知られている発光ダイオードの断面図である。 複数の発光ダイオードを含むウエハの平面図である。 誘電体フィルムで支持した、複数の単一化した発光ダイオードの断面図である。 テストを受ける発光ダイオードの対向する側に電気的に接触するための上および下プローブを有するプローブヘッドの斜視図である。 図４Ａに示したプローブヘッドの第１位置にある拡大部分断面図である。 図４Ａに示したプローブヘッドの第２位置にある拡大部分断面図である。 プローブヘッド取付け具の底部の斜視図である。 プローブヘッド取付け具の斜視図である。 電気的および光学的信号をプローブヘッドと外部回路装置の間で伝達するための方法の断面図である。

Claims (9)

1. テストを受ける半導体装置（１０）の特性をテストするためのプローブヘッド構成要素であって：
   テストを受ける少なくとも一つの半導体装置（１０）を支持する誘電体フィルム（２４）；
   上記誘電体フィルム（２４）をぴんと張って支持する支持フレーム（２６）；
   上記テストを受ける半導体装置（１０）の第１側（１６）と接触するための第１プローブ（２８）；および
   第１位置（Ｐ１）と第２位置（Ｐ２）の間を移動でき、該第２位置（Ｐ２）は上記テストを受ける半導体装置の対向する第２側（１８）と接触するためである、第２プローブ（３０）を含むプローブヘッド構成要素。
2. テストを受ける半導体装置（１０）の特性をテストするためのプローブヘッドであって：
   テストを受ける少なくとも一つの半導体装置（１０）を支持する誘電体フィルム（２４）；
   上記誘電体フィルム（２４）をぴんと張って支持する支持フレーム（２６）；
   上記テストを受ける半導体装置（１０）の第１側（１６）と電気的に接触するための第１プローブ（２８）を位置決めする第１支持体（４０）；および
   第２プローブ（３０）を第１位置（Ｐ１）と第２位置（Ｐ２）の間で動かすアクチュエータを有し、該第２位置（Ｐ２）は上記テストを受ける半導体装置の対向する第２側（１８）と電気的に接触するためである、第２支持体（３４）を含むプローブヘッド。
3. 請求項２のプローブヘッドに於いて、上記第１プローブ（２８）は、上記テストを受ける半導体装置（１０）から電気的および光学的信号の両方を受けられるプローブヘッド。
4. 請求項３のプローブヘッドに於いて、上記第１プローブ（２８）は、上記テストを受ける半導体装置に接触する光学的に透明な表面を有し、そして上記光学的に透明な表面の少なくとも一部は、導電性且つ光学的に透明な被膜で塗被してあるプローブヘッド。
5. 請求項４のプローブヘッドに於いて、上記導電性且つ光学的に透明な被膜がインジウム錫酸化物であるプローブヘッド。
6. 請求項５のプローブヘッドに於いて、上記テストを受ける半導体装置（１０）が発光ダイオードであるプローブヘッド。
7. 請求項４のプローブヘッドに於いて、上記第２プローブ（３０）は、上記誘電体フィルム（２４）を刺通し且つ上記テストを受ける装置（１０）を電気的に接触させるために有効なプローブ先端（３３）を有するプローブヘッド。
8. 請求項７のプローブヘッドに於いて、上記アクチュエータが真空源であるプローブヘッド。
9. 請求項７のプローブヘッドに於いて、上記第２プローブ（３０）は、直径の小さいプローブ尖端で終る、銅合金ロッドであるプローブヘッド。

Images