JP2009281886A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる半導体デバイスのテスト工程においても、ハウジング部分を共用す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１００は、複数の貫通孔１２が配列されたプローブユニット１０と、複数の貫通孔１２の各々に圧入されたプローブ針１３と、所定位置のプローブ針１３を押下する凸部を配したプリント基板１６と、プローブユニット１０及びプリント基板１６を支持するユニットホルダ１１と、を具備する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、半導体製品試験機器に係り、例えば、プローブカードに関する。

従来、半導体デバイスのウェハテスト工程にあっては、半導体デバイスの製品毎に異なる仕様のプローブカードを開発して、当該製品のボンディングパッド位置、チップサイズ等に合うようなプローブカードを作製していた。

このように、製品毎に異なる仕様のプローブカードを製品開発の度に作製する場合、製品専用のハウジング部分を作製する必要があり、多大なイニシャルコストが必要となる。また、近年のウェハ大口径化に伴い、ハウジング部分の作製に要する時間も増大していた。
特開２００１−２１５８３号公報

異なる半導体デバイスのテスト工程においても、ハウジング部分を共用することが可能なプローブカードを提供する。

本発明の一態様に係るプローブカードは、複数の貫通孔が配列されたプローブユニットと、前記複数の貫通孔の各々に圧入されたプローブ針と、所定位置の前記プローブ針を押下する凸部を配したプリント基板と、前記プローブユニット及び前記プリント基板を支持するユニットホルダと、を具備することを特徴とする。

本発明の別態様に係るプローブカードは、複数の貫通孔が配列されたプローブユニットと、前記複数の貫通孔の各々に圧入されたプローブ針と、前記プローブ針に電気的に接続されたプリント基板と、所定位置の前記プローブ針に対応する領域に開口部を配したコンタクトマスクと、を具備することを特徴とする。

異なる半導体デバイスのテスト工程においても、ハウジング部分を共用することが可能なプローブカードを提供できる。

[比較例]
図１３は、比較例に係るプローブカード３００を模式的に示す断面図である。プローブカード３００は、プリント基板３０、ユニットホルダ３１、プローブユニット３２、及び複数のプローブ針３３を有する。従来のウェハテスト工程においては、上記全ての部品を製品毎に新規に開発していた。プローブユニット３２には、通常、製品のパッド配置に対応した箇所にのみ貫通孔３４が設けられており、この貫通孔３４にプローブ針３３が挿入される構造を有しているため、測定デバイスの変更に柔軟に対応することは困難である。

図１４は、チップサイズ、ボンディングパッド配置の異なる測定デバイスに対して、異なるプローブカードが必要となることを概念的に説明するためのウェハ上面図（図１４（ａ））、及びチップ拡大図（図１４（ｂ））である。図１４（ａ）に示すように、ウェハ３０１上には複数の測定デバイス（被試験対象チップ）３０２が配置されている。プローブカード３００は、所定数（例えば、１２個）のチップに対して一括してコンタクト可能な構成とされている。

ここで、図１４（ｂ）に示すように、被試験対象チップとしてチップ３０２−１及びチップ３０２−２を想定する。チップ３０２−１、チップ３０２−２は互いにチップサイズが異なり、更に、ボンディングパッド３０３−１及びボンディングパッド３０３−２の配置も異なっている。従って、同一のプローブカードで両方のチップに対する試験を行うことはできず、チップ３０２−１には、チップ３０２−１に適合したプローブカード３００−１を、チップ３０２−２には、チップ３０２−２に適合したプローブカード３００−２を作製しなければならない。

一方、特許文献１には、ピン配線付き底蓋の標準格子位置に共通貫通穴を前もって開けておき、ウェハのパターンに基づく所定の位置にスプリングとプランジャを入れ、プローブ針・モジュールとする従来構造が開示されている。

この従来構造によれば、ピンモジュールを再利用することが可能となるが、全ての貫通穴に対応したピン配線を予め設けておかなければならず、狭小ピッチに対応することは困難である。また、スプリング及びプランジャが必要となる位置を選択し、逐一ピンを挿入する必要があるため効率が悪く、更に、被検査ウェハのパターンに基づき、スプリング及びプランジャを挿入する所定の位置を選択する方法に関しても何ら開示されていなかった。

本願発明者が見出した上記課題に対応して、以下、本発明の第１の実施形態に係るプローブカードに関して、図面を参照して説明する。

[第１の実施形態]
第１の実施形態に係るプローブカードの構造に関して、図１乃至図５を参照して説明する。図１乃至図５においては、本実施形態に係るプローブカードの構造をその組み立て工程順に従って示すこととする。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るプローブカード１００を構成するプローブユニット１０を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すプローブユニットのＡ１−Ａ２方向（直径方向）の断面図である。

本実施形態に係るプローブユニット１０はユニットホルダ１１に支持されており、コンタクトエリアに相当するプローブユニット１０全面に、多数の貫通孔（丸貫通穴）１２が設けられている。プローブユニット１０の材質は、例えばセラミックであるが、他の絶縁材料を使用しても良い。また、ユニットホルダ１１の材質は、例えばステンレスであるが、他の金属材料を使用しても良い。

プローブユニット１０は、例えば円形であり、複数の測定デバイスが主面に形成されるウェハ（例えば、直径２００ｍｍ、或いは、直径３００ｍｍ）よりも直径が大きく、所謂ウェハ全面一括コンタクトが可能な構成とされている。全ての貫通孔１２には、予めプローブ針１３が圧入されている。貫通孔１２の形状は必ずしも円形である必要はなく、プローブ針１３を圧入して保持可能であれば良い。図１（ａ）では説明を簡略化するため、拡大図示した貫通孔１２内部にのみプローブ針１３を示している。

図１（ａ）では貫通孔１２の配置を正方格子位置とした場合について示しているが、貫通孔１２の配置はこれに限定されるものではない。また、貫通孔１２のサイズは加工可能な最小サイズとし、貫通孔１２同士の間隔は加工マージンを考慮した最小ピッチとすれば良い。但し、必要に応じてより大きいサイズ、或いはより緩いピッチとしても良い。尚、貫通孔１２の配置バリエーションに関しては、後述する実施形態において詳細に説明する。

プローブ針１３は、スプリングプローブであり、例えば図２に示す構造が採用される。図２は、本実施形態に係るプローブ針１３の構成を示す模式図である。プローブ針１３は、バレル１４内に格納されたスプリングによりプランジャ１５−１、プランジャ１５−２を圧縮方向に対し保持している。プローブ針１３は、例えば、全長２．２ｍｍであり、スプリング係数ｋは、例えば、ｋ＝０．０３ｇｆ／ｕｍとされる。プランジャ１５−１、プランジャ１５−２の針先の材質は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ等である。

次に、外力を印加しない初期（通常）状態で、プローブ針１３を上方（ウェハ主面から遠ざかる方向）に引き上げて支持可能な機構を持たせる。例えば、図３に示すように、後述するプリント基板１６側、即ち、ウェハ１８と反対側に圧縮スプリング（圧縮バネ）１７を設け、初期状態でプローブ針１３と、ウェハ１８上に形成された被試験対象チップ１９のパッド部２０とがコンタクトしないように、プローブ針１３を上方に付勢しておく（引き上げておく）。尚、図３においては図面を簡略化するため、図１と比較してプローブ針１３の本数を省略して描いている。

図３に示すように、スプリング１７を支持するため、スプリング１７内に貫挿されたバレル１４表面の上下端には、凸状の係合部１４−１及び１４−２が形成されている。下端の係合部１４−２は、貫通孔１２のウェハ側の端部に係合し、上端の係合部１４−１とプローブユニット１０との間にスプリング１７が配置されている。尚、スプリング１７を引張スプリングとして、下端の係合部１４−２とプローブユニット１０との間に配置しても良い。

次に、図４に示すように、プリント基板１６の加工を行う。図４は、プリント基板１６において、１個の被試験対象チップ１９に対応する領域を部分的に示している。プリント基板１６は、被試験対象チップ１９のパッド部２０に対応するフットプリント部分が凸形状になるような加工が施されている。基板凸部２１は、例えば、直径１５０μｍ、高さ６００μｍ程度のサイズで形成すれば良い。ここでは、被試験対象チップ１９として、少ないピン数でテストが可能な、ＢＩＳＴ（Built In Self Test）機能を備えるものを想定する。

この基板凸部２１の表面には、金メッキ処理されたメッキ部２２が形成されており、プローブ針１３との電気的接続が可能とされている。プリント基板１６は多層構造であり、基板凸部２１表面のメッキ部２２からプリント基板１６内部を介して配線が引き回され、プリント基板１６の外周部に形成された接続端子から信号を取り出すことで、外部テスタとの電気的接続がなされる。

次に、図５に示すようにプローブユニット１０をプリント基板１６に固定する。図５は、プリント基板１６とプローブ針１３との位置関係を示す断面図である。ここでは、説明を簡略化するため、少数のプローブ針１３を拡大図示しているが、実際は図１に示すように多数の微小なプローブ針１３が格子状に配置されている。

プリント基板１６を、図２で示したプローブ針１３を有するプローブユニット１２に固定する事で、被測定対象チップ１９のパッド部２０に対応する位置のプローブ針１３のみを押し出す事が可能となる。従って、基板凸部２１の高さは、被測定対象チップ１９のパッド部２０に対してプローブ針１３が十分に接触する程度に設計されることが望ましい。プリント基板１６とプローブユニット１０とは、ユニットホルダ１１を介して固定ネジ２３で締め付けることで固定されている。

上記の構造を有するプローブカードによれば、プローブユニットに予め多数の貫通孔を設け、この貫通孔の各々にプローブ針を挿入し、ウェハ上に形成された被試験対象チップのパッド配置に対応した箇所のプローブ針のみをプリント基板上に形成した凸部により押下することにより、電気的接続を得ている。

従って、測定デバイスが変更された場合であっても、このプリント基板部分のみを開発、作製するのみで済むため、プローブユニット、プローブ針、及びユニットホルダは再利用が可能となる。よって、異なる測定デバイスに対するプローブカード開発期間、製造期間を著しく減少させることが可能である。また、一般にプローブカードのコストはハウジング部分が大半を占めるため、プリント基板のみを交換し、ハウジング部分を共用化、流用化することは大幅な設備コストの抑制につながる。

[第２の実施形態]
本実施形態では、第１の実施形態で説明したように、コンタクトエリア全体にプローブ針１３を配したハウジングを用意する。尚、第１の実施形態と実質的に同様な構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態に係るプローブカード２００は、プローブ針１３を上方に引き上げる機構を設けないという点で第１の実施形態と異なる。本実施形態においては、測定時のコンタクトに必要のないプローブ針１３を測定デバイスに接触させないようにするため、コンタクトマスク２４なる絶縁体で構成されたマスクを作製する。

図６は、コンタクトマスク２４において、１個の被測定対象チップ１９に対応する領域を部分的に示している。図６に示すように、被測定対象チップ１９のパッド位置に対応する部分が刳り抜いてある。マスク開口部２５は、図６に示すようにパッド部２０と同サイズであっても良いし、或いはパッド部２０よりも大きく、または小さくしても良い。また、マスク開口部２５の形状は、正方形であっても良いし、長方形、円形、楕円形等であっても良い。即ち、測定に必要な位置のプローブ針１３のみをパッド部２０に接触させ、残りのプローブ針１３をパッド部２０に接触させない構造であれば良い。

このコンタクトマスク２４をウェハ１８との接触面側に装着することで、図７に示すように、必要なプローブ針１３のみをマスク開口部２５から突出させるようにし、他の必要としないプローブ針１３については、被測定対象チップ１９のパッド部２０と接触しないようにコンタクトマスク２４で覆う事が可能となる。従って、コンタクトマスク２４の厚さは、マスク開口部２５に対応した位置のプローブ針１３が、少なくとも、コンタクトマスク２４下面から突出する程度に設計されることが望ましい。

これにより、測定デバイスが変わった場合であっても、プリント基板部分及びコンタクトマスクのみを開発することで済むため、ハウジング部分は再利用が可能となる。よって、第１の実施形態と同様に、異なる測定デバイスに対するプローブカード開発期間、製造期間を著しく減少させることが可能である。また、一般にプローブカードのコストはハウジング部分が大半を占めるため、プリント基板のみを交換し、ハウジング部分を共用化、流用化することは大幅な設備コストの抑制につながる。

[第３の実施形態]
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、プローブユニット１０に設ける貫通孔１２の配置を正方格子位置とした場合について説明したが、測定デバイスのパッドピッチが特異な寸法である事も考慮して、数種類の寸法ピッチで開口したハウジング部を作製することが想定される。

本実施形態では、位置を計算するソフトウェアを利用して、測定デバイスのチップサイズ、パッド位置等の寸法情報から、必要な開口部位置に最適なプローブユニット番号を割り出して、必要なプローブ針のみ針立て(圧入)を行い、各種製品に柔軟に対応する方法について説明する。

本実施形態においては、逐次計算方式により、測定デバイスのテストに最適なプローブカードを選択するソフトウェアの処理フローについて説明する。尚、以下の説明及び図面では、簡単のため、貫通孔をＴＨ（Through Hole）と記載する場合がある。

ソフトウェアには、各プローブカードについての針位置情報（貫通孔中心位置情報）が予め登録されている。新規にプローブカードを作成した場合は、ソフトウェアのアップデートを行うことで対応すれば良い。この予め登録されている針位置情報と、測定デバイスのパッド情報とを比較して、最適なプローブカードを選択する。

図８に、貫通孔配置のバリエーションを示す。図８（ａ）は、第１の実施形態と同様、正方格子の頂点位置に貫通孔の中心を配置した場合（第１の配置）について示している。また、隣接する貫通孔同士は最小加工ピッチで形成されている。説明を簡略化するため、図面上は隣接する貫通孔が接触しているが、実際は、各貫通孔同士は加工マージン分だけ離間していることは言うまでもない。第１の配置においては、ｘ方向についてＰｉｔｃｈ_ｘＡ、ｙ方向についてＰｉｔｃｈ_ｙＡ（＝Ｐｉｔｃｈ_ｘＡ）の間隔で貫通孔が配置されている。

図８（ｂ）は、長方格子の頂点位置に貫通孔の中心を配置した場合（第２の配置）について示している。第２の配置においては、ｘ方向についてＰｉｔｃｈ_ｘＢ、ｙ方向についてＰｉｔｃｈ_ｙＢの間隔で貫通孔が配置されている。Ｐｉｔｃｈ_ｘＢは、最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｘＡと同一である。Ｐｉｔｃｈ_ｙＢは、最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｙＡよりも緩いピッチである。

図８（ｃ）は、図８（ｂ）と同様に長方格子の頂点位置に貫通孔の中心を配置した場合（第３の配置）について示している。第３の配置においては、ｘ方向についてＰｉｔｃｈ_ｘＣ、ｙ方向についてＰｉｔｃｈ_ｙＣの間隔で貫通孔が配置されている。Ｐｉｔｃｈ_ｘＣは最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｘＡよりも緩いピッチである。Ｐｉｔｃｈ_ｙＣは最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｙＡと同一である。

図８（ｄ）は、図８（ａ）と同様に正方格子の頂点位置に貫通孔の中心を配置した場合（第４の配置）について示している。第４の配置においては、ｘ方向についてＰｉｔｃｈ_ｘＤ、ｙ方向についてＰｉｔｃｈ_ｙＤの間隔で貫通孔が配置されている。Ｐｉｔｃｈ_ｘＤは最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｘＡよりも緩いピッチである。Ｐｉｔｃｈ_ｙＤは最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｙＡよりも緩いピッチである。

図８（ｅ）は、六方格子の頂点位置に貫通孔の中心を配置した場合（第５の配置）について示している。隣接する貫通孔同士は最小加工ピッチで形成されている。図面上は隣接する貫通孔が接触しているが、実際は加工マージン分だけ離間している。第５の配置は、最も貫通孔密度が高い配置の例である。

図８（ｅ）では、ｘ方向とｙ方向とが６０°の角度を成しており、ｘ方向についてＰｉｔｃｈ_ｘＥ、ｙ方向についてＰｉｔｃｈ_ｙＥの間隔で貫通孔が配置されている。Ｐｉｔｃｈ_ｘＥは最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｘＡと同一である。Ｐｉｔｃｈ_ｙＥは最小加工ピッチであるＰｉｔｃｈ_ｙＡと同一である。

図８（ｆ）は、図８（ｅ）に示す六方格子を所定の規則に従って周期的に配列した場合（第６の配置）について示している。隣り合う繰り返し単位（※）は、隣接する貫通孔が正方格子を形成するように配置される。

図８（ｇ）は、図８（ａ）に示す正方格子を所定の規則に従って周期的に配列した場合（第７の配置）について示している。隣り合う繰り返し単位（※）は、ｙ方向についてＰｉｔｃｈ_ｙＡ／２ずれた状態で配置される。

上記図８（ａ）乃至図８（ｇ）に示した貫通孔配置パターンは一例であり、この他にも様々なバリエーションが考えられる、作製すべきプローブカードの個数は、試験対象とする製品群のパッド配置の傾向等を考慮して適宜決定すれば良い。

本実施形態においては、貫通孔のｘ座標及びｙ座標ＴＨ（ｘ、ｙ）を、予め全てのプローブカードについて登録しておく。或いは、座標を登録する代わりに、パッドピッチ及び配列周期を登録しておいても良い。尚、ここで貫通孔の座標とは、貫通孔の中心位置の座標を指す。

図９は、被試験対象チップ１９のパッド位置に関する情報を示す模式図である。本実施形態において、被試験対象チップ１９に対して最適なプローブカードを選択するために必要な情報は、例えば、パッド座標、パッドサイズ、及びパッド数である。パッド座標は、例えば、被試験対象チップ１９の中心位置を原点として計算すれば良い。

図９に示す例では、４個のパッド部を有する被試験対象チップを示している。ここで、各パッドの位置は、Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ１、ｙ２）、Ｐ３（ｘ１、ｙ３）、Ｐ４（ｘ２、ｙ１）とする（ｘ１＜ｘ２、ｙ１＜ｙ２＜ｙ３）。また、Ｐ４とＰ１との間隔（ピッチ数）はｘ１、Ｐ２とＰ１との間隔（ピッチ数）はｙ１、Ｐ３とＰ１との間隔（ピッチ数）はｙ２とする。また、ｘ方向のパッドサイズｘＰａｄはＡ、ｙ方向のパッドサイズｙＰａｄはＢとする。

上記プローブカードの中から、被試験対象チップのパッド配置に最も適したプローブカードを選択する方法について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係るプローブカード選択方法を示すフローチャートである。

先ず、テストに必要な被試験対象チップ１９のパッド座標Ｐ（ｘ、ｙ）を入力する。例えば、図９に示した被試験対象チップ１９の場合、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４の座標を入力すれば良い（ステップＳ１０１）。

次に、被試験対象チップ１９のパッドサイズを入力する。例えば、図９に示した被試験対象チップ１９の場合、ｘＰａｄ＝Ａ、ｙＰａｄ＝Ｂを入力すれば良い（ステップＳ１０２）。

次に、被試験対象チップ１９の基点パッドからのｘ方向パッドピッチ数を計算する。ｘ方向のパッド数をＰｎｘとすると、（Ｐｎｘ−１）個分のパッドピッチ数を計算する必要がある。例えば、図９に示した被試験対象チップ１９の場合、Ｐｎｘ＝２であるから、ピッチ数ｘ１（即ち、Ｐ４（ｘ４、ｙ４）−Ｐ１（ｘ１、ｙ１））を計算すれば良い（ステップＳ１０３）。

次に、被試験対象チップ１９の基点パッドからのｙ方向パッドピッチ数を計算する。ｙ方向のパッド数をＰｎｙとすると、（Ｐｎｙ−１）個分のパッドピッチ数を計算する必要がある。例えば、図９に示した被試験対象チップ１９の場合、Ｐｎｙ＝３であるから、ピッチ数ｙ１（即ち、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）−Ｐ１（ｘ１、ｙ１））及びｙ２（即ち、Ｐ３（ｘ３、ｙ３）−Ｐ１（ｘ１、ｙ１））を計算すれば良い（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３及びステップＳ１０４において、基点パッドは、被試験対象チップ１９の任意のパッドを選択すれば良い。

次に、ｘ方向ピッチ差ｄｘ＝（現在選択されているプローブカードの貫通孔ピッチ数×Ｎｘ）−（基点パッドからのｘ方向パッドピッチ）を計算する（ステップＳ１０５）。ここで、Ｎｘは正の整数であり、初期値はＮｘ＝１とする。

次に、ｘ方向ピッチ差ｄｘが、０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ｘ方向ピッチ差ｄｘが０以上である場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、Ｎｘをインクリメントし、再度ステップＳ１０５の計算を行う。

一方、ｘ方向ピッチ差ｄｘが０よりも小さい場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、Ｎｘの値に基づき計算されるｘ方向ピッチ差ｄｘの絶対値の最小値が、ｘＰａｄ／２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、ｄｘが負になった時のＮｘの値をＮｘ’とすれば、Ｎｘ＝Ｎｘ’ の場合のｘ方向ピッチ差ｄｘ、及びＮｘ＝（Ｎｘ’−１）の場合のｘ方向ピッチ差ｄｘのいずれか一方の絶対値が、ｘＰａｄ／２以下であるか否かを判定すれば良い。

次に、ｘ方向ピッチ差ｄｘの絶対値の最小値が、ｘＰａｄ／２以下であると判定された場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、現在計算対象としているパッドがｘ方向の最終パッドであるか否か（即ち、Ｐｘ＝Ｐｎｘ−１であるか否か）を判定する（ステップＳ１０８）。現在計算対象としているパッドがｘ方向の最終パッドではない場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、Ｐｘをインクリメントし、再度ステップＳ１０５の計算を行う。

一方、現在計算対象としているパッドがｘ方向の最終パッドである場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、ｙ方向ピッチ差ｄｙ＝（現在選択されているプローブカードの貫通孔ピッチ数×Ｎｙ）−（基点パッドからのｙ方向パッドピッチ）を計算する（ステップＳ１０９）。ここで、Ｎｙは正の整数であり、初期値はＮｙ＝１とする。

次に、ｙ方向ピッチ差ｄｙが、０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ｙ方向ピッチ差ｄｙが０以上である場合（ステップＳ１１０でＮｏ）、Ｎｙをインクリメントし、再度ステップＳ１０９の計算を行う。

一方、ｙ方向ピッチ差ｄｙが０よりも小さい場合（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、Ｎｙの値に基づき計算されるｙ方向ピッチ差ｄｙの絶対値の最小値が、ｙＰａｄ／２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。例えば、ｄｙが負になった時のＮｙの値をＮｙ’とすれば、Ｎｙ＝Ｎｙ’ の場合のｙ方向ピッチ差ｄｙ、及びＮｙ＝（Ｎｙ’−１）の場合のｙ方向ピッチ差ｄｙのいずれか一方の絶対値が、ｙＰａｄ／２以下であるか否かを判定すれば良い。

次に、ｙ方向ピッチ差ｄｙの絶対値の最小値が、ｙＰａｄ／２以下であると判定された場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、現在計算対象としているパッドがｙ方向の最終パッドであるか否か（即ち、Ｐｙ＝Ｐｎｙ−１であるか否か）を判定する（ステップＳ１１２）。現在計算対象としているパッドがｙ方向の最終パッドではない場合（ステップＳ１１２でＮｏ）、Ｐｘをインクリメントし、再度ステップＳ１０５の計算を行う。

一方、現在計算対象としているパッドがｙ方向の最終パッドである場合（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、現在対象としている被試験対象チップ１９のプローブ針圧入箇所を基準として、ウェハ面内の全チップのパッド座標について展開する（ステップＳ１１３）。即ち、ウェハ面内の全チップに対して、上述のステップを逐次繰り返す。

また、ステップＳ１０７で、ｘ方向ピッチ差ｄｘの絶対値の最小値が、ｘＰａｄ／２より大きいと判定された場合、または、ステップＳ１１１で、ｙ方向ピッチ差ｄｙの絶対値の最小値が、ｙＰａｄ／２より大きいと判定された場合、現在選択されているプローブカードが最適ではない事を意味するから、予め登録されているプローブカードの中から、異なるものを選択し、再度ステップＳ１０５の計算を行う（ステップＳ１１４）。

図１１は、ｘ方向ピッチ差及びｙ方向ピッチ差の計算を行う場合の具体例について説明している。ここでは、図８（ａ）に示す第１の配置で構成されたプローブカードを使用した場合の計算例を示す。先ず、ｘ方向の計算方法について、図１１（ａ）を用いて説明する。

図１１（ａ）に示す場合、例えば、Ｎｘ＝１１の時にステップＳ１０６の条件を満たしている。また、Ｎｘ＝１１の時のｘ方向ピッチ差ｄｘはｘＰａｄ／２以下であるから、ステップＳ１０７の条件も満たしている。従って、現在対象としている被試験対象チップ１９において、少なくともｘ方向に関しては、プローブカードを変更する必要は無いことが分かる。

図１１（ｂ）に示す場合、例えば、ｙ方向において基点パッドから数えて１個目（Ｐｙ＝２）のパッドの場合、Ｎｙ＝４の時にステップＳ１１０の条件を満たしている。また、Ｎｙ＝３の時のｙ方向ピッチ差ｄｙはｙＰａｄ／２以下であるから、ステップＳ１１１の条件も満たしている。

更に、例えば、ｙ方向において基点パッドから数えて２個目（Ｐｙ＝３）のパッドの場合、Ｎｙ＝８の時にステップＳ１１０の条件を満たしている。また、Ｎｙ＝７の時のｙ方向ピッチ差ｄｙはｙＰａｄ／２以下であるから、ステップＳ１１１の条件も満たしている。従って、現在対象としている被試験対象チップ１９において、少なくともｙ方向に関しては、プローブカードを変更する必要は無いことが分かる。

本実施形態では、上記の処理フローに基づき、ウェハ面内の全チップにおいて逐次計算を繰り返すことで、測定デバイスに最適なプローブカードを効率よく選択することが可能となる。

[第４の実施形態]
本実施形態では、第３の実施形態と同様に、位置を計算するソフトウェアを利用して、測定デバイスのチップサイズ、パッド位置等の寸法情報から、必要な開口部位置に最適なプローブユニット番号を割り出して、必要なプローブ針のみ針立て(圧入)を行い、各製品に対応する方法について説明する。

本実施形態においては、全面一括計算方式により、測定対象デバイスのテストに最適なプローブカードを選択するソフトウェアの処理フローについて説明する。

先ず、テストに必要な被試験対象チップ１９のパッド座標Ｐ（ｘ、ｙ）を入力する。例えば、図９に示した被試験対象チップ１９の場合、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４の座標を入力すれば良い（ステップＳ２０１）。

次に、測定対象デバイス１９のパッド座標Ｐ（ｘ、ｙ）を、ウェハ面内の測定対象全チップにおける全パッドの座標に展開する（原点は、例えば、ウェハ中心位置とすれば良い。）。ここでは、測定対象チップのサイズ、隣接する測定対象チップ間の間隔等の情報に基づき、ウェハ面内の測定対象全チップにおける全パッドの座標を得る。或いは、ウェハ面内の測定対象全チップについて、測定対象デバイス１９のパッド座標Ｐ（ｘ、ｙ）を直接入力しても良い（ステップＳ２０２）。

次に、ウェハ面内でＰ番目のパッドのｘ座標と、ウェハ面内でＴＨ番目の貫通孔のｘ座標との差ｄｘを計算する。即ち、ｄｘ＝（Ｐ番目の各パッドｘ座標）−（ＴＨ番目の各貫通孔ｘ座標）である。ここで、Ｐ及びＴＨの初期値は０とし、各座標はパッド部、貫通孔の中心位置の値を採用する（ステップＳ２０３）。

次に、ウェハ面内でＰ番目のパッドのｙ座標と、ウェハ面内でＴＨ番目の貫通孔のｙ座標との差ｄｙを計算する。即ち、ｄｘ＝（Ｐ番目の各パッドｙ座標）−（ＴＨ番目の各貫通孔ｙ座標）である（ステップＳ２０４）。

次に、現在計算対象としている貫通孔ＴＨが、プローブカード内の最後の貫通孔ＴＨｎであるか（即ち、ＴＨ＝ＴＨｎであるか）否かを判定する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５で、現在計算対象としている貫通孔が、プローブカード内の最後の貫通孔でないと判定された場合、貫通孔の番号をインクリメントし、再度ステップＳ２０３の計算を行う。

一方、ステップＳ２０５で現在計算対象としている貫通孔が、プローブカード内の最後の貫通孔であると判定された場合、現在計算対象としているパッドＰが、ウェハ面内の最後のパッドＰｎであるか（即ち、Ｐ＝Ｐｎであるか）否かを判定する（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６で、現在計算対象としているパッドが、ウェハ面内の最後のパッドであると判定された場合、ウェハ面内の測定対象全パッドについて、絶対値が最小のｄｘ（ｄｘｍｉｎ）を求める（ステップＳ２０７）。

次に、ウェハ面内の測定対象全パッドについて、絶対値が最小のｄｙ（ｄｙｍｉｎ）を求める（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０７及びステップＳ２０８で、ｄｘｍｉｎ且つｄｙｍｉｎを与える貫通孔が、測定対象パッドに対応する貫通孔の位置を示すこととなる。

次に、ステップＳ２０７及びステップＳ２０８において、各パッドに対応して求められたｄｘｍｉｎがｘＰａｄ／２以下、且つ、ｄｙｍｉｎがｙＰａｄ／２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。

ステップＳ２０９で、ｄｘｍｉｎがｘＰａｄ／２、且つ、ｄｙｍｉｎがｙＰａｄ／２以下でないと判定された場合、現在選択されているプローブカードが最適ではない事を意味するから、予め登録されているプローブカードの中から、異なるものを選択し、再度ステップＳ２０３の計算を行う。

一方、ステップＳ２０９で、ｄｘｍｉｎがｘＰａｄ／２、且つ、ｄｙｍｉｎがｙＰａｄ／２以下であると判定された場合、現在選択されているプローブカードによりウェハ面内の被試験対象チップのテストが可能であることを意味するから、処理を終了する。

本実施形態では、上記の処理フローに基づき、ウェハ面内の全パッドについて一括して計算を行うことで、測定デバイスに最適なプローブカードを効率よく選択することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るプローブユニットの断面図。 本発明の第１の実施形態に係るプローブ針の構成を示す模式図。 本発明の第１の実施形態に係るプローブユニットの断面図。 本発明の第１の実施形態に係るプリント基板の断面図。 本発明の第１の実施形態に係るプローブユニットの断面図。 本発明の第２の実施形態に係るコンタクトマスクの平面図及び断面図。 本発明の第２の実施形態に係るプローブユニットの断面図。 本発明の第３の実施形態に係るプローブユニットの貫通孔配置を示す平面図。 本発明の第３の実施形態に係るプローブユニットが測定対象とするデバイスの平面図。 本発明の第３の実施形態に係るプローブカード選択方法を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態に係るプローブユニットが測定対象とするデバイスの平面図。 本発明の第４の実施例に係るプローブカード選択方法を示すフローチャート。 本発明の比較例に係るプローブユニットの断面図。 本発明の比較例に係るプローブユニットの断面図。

符号の説明

１０ プローブユニット
１１ ユニットホルダ
１２ 貫通孔
１３ プローブ針
１４ バレル
１５−１、１５−２ プランジャ
１６ プリント基板
１７ スプリング
１８ ウェハ
１９ ウェハ被試験対象チップ
２０ パッド部
２１ 基板凸部
２２ メッキ部
２３ 固定ネジ
２４ コンタクトマスク
２５ マスク開口部
３０ プリント基板
３１ ユニットホルダ
３２ プローブユニット
３３ プローブ針
３４ 貫通孔
１００ プローブカード
２００ プローブカード
３００ プローブカード
３０１ ウェハ
３０２、３０２−１、３０２−２ 測定デバイス
３０３−１、３０３−２ ボンディングパッド

Claims (5)

1. 複数の貫通孔が配列されたプローブユニットと、
   前記複数の貫通孔の各々に圧入されたプローブ針と、
   所定位置の前記プローブ針を押下する凸部を配したプリント基板と、
   前記プローブユニット及び前記プリント基板を支持するユニットホルダと、
   を具備することを特徴とするプローブカード。
2. 前記プローブ針を前記プリント基板方向に引き上げて保持することが可能な保持手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記保持手段は、
   前記プローブ針の前記プリント基板側の端部に設けられた凸状の係合部と、
   上端が前記係合部に接し、且つ、下端が前記プローブユニット上面に接する圧縮スプリングと、
   を有し、前記プローブ針は前記圧縮スプリングに貫挿され、前記スプリングにより前記プリント基板方向に付勢されていることを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
4. 複数の貫通孔が配列されたプローブユニットと、
   前記複数の貫通孔の各々に圧入されたプローブ針と、
   前記プローブ針に電気的に接続されたプリント基板と、
   所定位置の前記プローブ針に対応する領域に開口部を配したコンタクトマスクと、
   を具備することを特徴とするプローブカード。
5. 前記開口部に対応する前記プローブ針の先端は、少なくとも前記コンタクトマスク下面より突出していることを特徴とする請求項４に記載のプローブカード。

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