JP2010062523A

JP2010062523A - 集積回路試験装置

Info

Publication number: JP2010062523A
Application number: JP2009094679A
Authority: JP
Inventors: Choon Leong Lou; チューンレオンロウ
Original assignee: Star Technologies Inc
Current assignee: Star Technologies Inc
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2010-03-18
Also published as: TW201011848A; US8035405B2; US20100052720A1

Abstract

【課題】従来の集積回路試験装置では、台座を移動するときに試験環境の温度変動が生じてしまい、この試験環境下にある物体に物理的な性質または化学的な性質の変化が生じて、物体（例えば、プローブカードおよびプローブ）の相対的な位置に影響を及ぼし、測定工程が順調に行えなくなってしまう。
【解決手段】本発明の集積回路試験装置は、筐体４０と、筐体４０内に設けられるとともに被試験素子６２を載置するように構成されているホルダ６０と、ホルダ６０内部に設けられるとともに６０ホルダの温度を制御するように構成されている温度制御手段６４と、筐体４０上に設けられるとともに少なくとも一本のプローブ１６を載置するように構成されているプレート５０と、プレート５０内部に設けられている少なくとも一本の流動管路５２と、を備えており、流動管路５２にはプレート５０の温度を調節する流体を封入することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は集積回路試験装置に関し、特に加圧流体調節技術によりプレートの温度均一性を制御する集積回路試験装置に関する。

一般的に、ウェハ上の集積回路素子はまずその電気的特性を試験することで、集積回路素子の良否を判定しなければならない。良品である集積回路は選び出されて後続の封止工程を実施するが、不良品は余分な封止コストの増加をなくすために廃棄される。封止が完了した集積回路素子には再度電気的特性試験を行って封止の不良品を取出し、最終的な製品歩留まりを高めることになる。言い換えれば、集積回路素子は製造工程において、数回にわたる電気的特性試験を行う必要があるということになる。

試験を実行する際には、集積回路素子は温度制御装置を備えた台座上に載置される。この温度制御装置は更に試験基準に基づいて試験環境の温度を調整して、試験環境の温度が安定した後ようやく試験が実行される。また、試験過程において、前記台座は、プローブカードのプローブが別の集積回路素子に接触するか、または同じ集積回路素子の別の信号コンタクトパッドに接触するように、前記集積回路素子を移動させる必要がある。しかしながら、前記台座の移動は試験環境の温度変化を引き起こして、この試験環境下にある物体（例えば、プレート、プローブカードまたはプローブ）に物理的な性質または化学的な性質の変化（例えば、物質の熱膨張・収縮特性により物体の変形を引き起こす）が生じて、物体の相対的な位置に影響を及ぼし、測定工程が順調に行えなくなってしまう。

よって、台座を移動した後には、試験環境の温度が安定するのを待った後に、後続の試験を行わなければ、測定結果の正確性を確保することはできない。しかしながら、試験環境の温度が安定するまでには通常、相当な時間が必要となり、試験コストの増加に繋がってしまう。

特許文献１、特許文献２および特許文献３などには温度調整機構を備えたプローブカードが開示されている。これら３つの特許文献にて開示されている技術は温度調整機構により、前記プローブカードの回路基板の温度を局部的に調整して、前記プローブカードの素材が温度変動によって物理的および化学的に変化しないようにするものである。しかしながら、これら３つの特許文献にて開示されている温度調整機構でも、この試験環境下にある物体（例えば、プレート、プローブカードまたはプローブ）の物理的な性質または化学的な性質が温度変動により変化（例えば、物質の熱膨張・収縮特性により物体の変形を引き起こす）が生じて、物体の相対的な位置に影響を及ぼし、測定工程が順調に行えなくなってしまう不具合を回避できない。

米国特許第４，８２０，９７６号明細書米国特許第６，４６８，０９８号明細書米国特許第６，９０６，５４３号明細書

従来の集積回路試験装置では、台座を移動するときに試験環境の温度変動が生じてしまい、この試験環境下にある物体に物理的な性質または化学的な性質の変化が生じて、物体（例えば、プローブカードおよびプローブ）の相対的な位置に影響を及ぼし、測定工程が順調に行えなくなってしまう。したがって、試験環境の温度が変動する現象が解消されるのを待った後に、後続の試験を行わなければ、測定結果の正確性を確保することはできない。

本発明では、加圧流体調節技術によりプレートの温度均一性を制御する集積回路試験装置を提供することで、前記プレートに温度変動により熱膨張・収縮が生じて、その載置されている物体の相対的な位置に影響を及ぼす不具合を低減することができる。

本発明の集積回路試験装置の一実施例では、試験室を画成する筐体と、前記筐体内に設けられるとともに被試験素子を載置するように構成されているホルダと、前記ホルダ内部に設けられるとともに前記ホルダの温度を制御するように構成されている温度制御手段と、前記筐体上に設けられるとともに少なくとも一本のプローブを載置するように構成されているプレートと、前記プレート内部に設けられている少なくとも一本の流動管路と、を備えており、前記流動管路には前記プレートの温度を調節する流体を封入することができる。

本発明の集積回路試験装置の他の実施例では、開口を有するとともに試験室上に設けられて少なくとも一本のプローブを載置するように構成されているプレートと、少なくとも一本の流動管路とを備えており、前記プローブは前記開口を介して被試験素子に接触する。前記流動管路は前記プレート内に設けられるとともに前記プレートの温度を調節する流体を封入することができる。

従来の集積回路試験装置では、台座を移動するときに試験環境の温度変動が生じてしまい、この試験環境下にある物体に物理的な性質または化学的な性質の変化が生じて、物体（例えば、プローブカードおよびプローブ）の相対的な位置に影響を及ぼし、測定工程が順調に行えなくなってしまう。したがって、試験環境の温度が変動する現象が解消されるのを待った後に、後続の試験を行わなければ、測定結果の正確性を確保することはできない。これに対して、本発明では、流体を封入する流動管路を前記プレート内に設けることで、前記プレートの温度変動を許容範囲内に制御する。このように、前記プレートの局部における温度が変動し熱膨張・収縮が生じて、前記プレート上の物体（例えば、プローブカードおよびプローブ）の相対的な位置が変わってしまう事態を回避できる。

下記説明および図面を参照することで、本発明の技術的特徴および長所が完全に理解できる。

従来の試験システムを示す概略図従来の試験システムを示す概略図本発明の集積回路試験装置の一実施例を示す概略図本発明の集積回路試験装置の一実施例を示す概略図本発明の集積回路試験装置の一実施例を示す概略図

上記では本発明の技術的特徴および長所を広く概略的に説明したが、下記における本発明の詳細な説明により更に明確な理解が得られるであろう。本発明の特許請求の標的を構成するその他技術的特徴および長所は下記に記載する。本発明が属する技術的分野における当業者であれば、下記に開示する概念および特定の実施例を用いて、その他構造または製造工程を改変または設計して、本発明と同じ目的を容易に達成することができることが理解できるはずである。本発明が属する技術分野における当業者であればまた、このような同等効果の構造は後述の特許請求の範囲で規定する本発明の技術的思想および範囲から乖離しないということも理解できるはずである。

図１および図２には従来の試験システム３００を示す。これはプローブカード３０２を、温度制御ユニット３０４上のウェハ３１０に接触させる。前記ウェハ３１０は被試験素子３１２Ａ〜３１２Ｃを有しており、前記温度制御ユニット３０４は三軸載置台３０６によりＸ、ＹおよびＺなどの三軸方向に移動することができる。前記温度制御ユニット３０４は温度を変化させるか、または前記三軸載置台３０６は、試験環境の温度を上げて安定するまでに必要な時間分移動させる。前記温度制御ユニット３０４は温度を変化させて、プレート３０８およびプローブカードおよびプローブ３０２などの部材のサイズが温度上昇に伴って膨張させるものであるが、膨張現象が安定するのを待った後、ようやく試験を行うことになる。また、前記三軸載置台３０６が移動し（図２に示すように）部材の位置が変わり異なる温度下にあるときも、部材の温度が安定するのを待った後、ようやくプローブカード３０２がウェハ３１０に接触して試験を行うことになる。

図３および図４には本発明の集積回路試験装置１００の一実施例を示す。前記集積回路試験装置１００は筐体４０と、前記筐体４０内に設けられている三次元載置台７０と、前記筐体４０内に設けられるとともに被試験素子６２を載置するように構成されているホルダ６０と、前記ホルダ６０内部に設けられるとともに前記ホルダ６０の温度を制御するように構成されている温度制御手段（例えば、ヒータ）６４と、前記筐体４０上に設けられているプレート５０と、前記プレート５０内部に設けられている少なくとも一本の流動管路５２と、を備えており、前記流動管路５２には前記プレート５０の温度を調節する流体を封入することができる。前記筐体４０は試験室４２を画成しており、前記プレート５０は少なくとも一枚のプローブカード１０を載置するように構成されており、前記プローブカード１０は保持具３０により前記プレート５０上に設けられている。前記プローブカード１０は回路基板１２と、前記回路基板１２上に設けられている支持体１４と、前記支持体１４上に取り付けられている複数本のプローブ１６と、前記プローブ１６とリード線２６とを電気的に接続する導通孔２０と、を備えている。前記プローブ１６はエポキシ樹脂２４により前記支持体１４に固定されている。

図４を参照する。前記プレート５０は下部板５０Ａと、上部板５０Ｂと、ガイドパイプ５６とを備えている。前記下部板５０Ａは前記筐体４０上に設けられるとともに下部溝５４Ａを備えており、前記上部板５０Ｂは前記下部板５０Ａの上に設けられるとともに上部溝５４Ｂを備えている。前記上部溝５４Ｂの位置および形状は前記下部溝５４Ａに対応しており、しかも前記ガイドパイプ５６は前記下部溝５４Ａおよび前記上部溝５４Ｂ内に設けられている。前記プレート５０は開口部５８を有しており、前記プローブカード１０のプローブ１６は前記開口部５８を介して前記被試験素子６２のコンタクトパッドに接触する。前記下部溝５４Ａ、前記上部溝５４Ｂおよび前記ガイドパイプ５６にて、前記プレート５０の開口部５８を囲む前記流動管路５２を構成する。

特に記述しておくが、前記流動管路５２は少なくとも一つの流体入口と流体出口とを有しており、しかも前記流体はガス、液体またはガス・液体の混合物とすることができる。また、前記プレート５０は複数枚の板部材を有し、しかも前記流動管路５２は前記板部材のうちの一枚の内部に設けてもよい。さらに、図４では、流動管路５２が単一のガイドパイプ５６を有するように例示してあるもの、本発明の属する技術分野における当業者であれば、前記流動管路５２は複数本のガイドパイプ５６を備え、様々なパターンの設計が含まれることを理解するはずである。

本発明では、前記プレート５０の内部に、流体を封入する前記流動管路５２を設けて、前記プレート５０の温度変動を許容範囲内に制御する。このように、仮に前記三次元載置台７０が前記被試験素子６２（恐らく高温または低温にある）を前記試験室４２のいずれかのエリアにまで移動させても、前記流動管路５２は前記プレート５０の温度を依然として均一に保つことができ、前記プレート５０上に設けられている物体（例えば、前記保持具３０、前記プローブカード１０および前記プローブ１６）が前記プレート５０の局部的な温度変動にて生じた熱膨張・収縮現象により相対的な位置が変わってしまう事態を回避できる。

図５には本発明の集積回路試験装置２００の一実施例を示す。前記集積回路試験装置２００は筐体１４０と、前記筐体１４０内に設けられている三次元載置台１７０と、前記筐体１４０内に設けられるとともに被試験素子１６２を載置するように構成されているホルダ１６０と、前記ホルダ１６０内部に設けられるとともに前記ホルダ１６０の温度を制御するように構成されている温度制御手段１６４と、前記筐体１４０上に設けられているプレート５０と、前記プレート５０内部に設けられている少なくとも一本の流動管路１５２と、を備えており、前記流動管路１５２には前記プレート５０の温度を調節する流体を封入することができる。前記筐体１４０は試験室１４２を画成しており、前記プレート５０は少なくとも一つのプローブ載置台１１０を載置するように構成されるとともに、少なくとも一本のプローブ１２０が前記プローブ載置台１１０上に載置されている。

これに対して、本発明では、流体を封入する前記流動管路５２および１５２を前記プレート５０および１５０内部に設けることで、前記プレート５０および１５０の温度変動を許容範囲内に制御することができる。このように、前記プレート５０および１５０の局部的な温度変動にて熱膨張・収縮が生じて、前記プレート５０および１５０上に設けられている物体（例えば、前記保持具３０、前記プローブカード１０、前記プローブ載置台１１０およびプローブ１６、１２０）の相対的な位置が変わってしまう事態を回避できる。

本発明の技術内容および技術的特長は上記したとおりであるが、本発明の属する技術分野の当業者であれば、後述の特許請求の範囲にて規定する本発明の技術的思想から離れない範囲内で、本発明の教示および開示で各種の置換および付加を行えることが理解できるはずである。例えば、上記にて開示した数多くの製造工程は、別の方法で実施したり、またはその他製造工程で置換したり、または上記した二種類の方式を組み合わせて用いることもできる。

またこれ以外にも、本願の権利範囲は上記にて開示した特定の実施例の製造工程、機器、製造、物質の成分、装置、方法またはステップに限定されるものではない。本発明の属する技術分野の当業者であれば、本発明が教示および開示する製造工程、機器、製造、物質の成分、装置、方法またはステップに基づいて、現在または未来の開発者のいずれを問わず、本願の実施例に開示するものと実質的に同じ方式で実質的に同じ効果を実行して、実質的に同じ結果に到達するものも本発明に使用できることが理解できるはずである。したがって、別紙の特許請求の範囲は、この種の製造工程、機器、製造、物質の成分、装置、方法またはステップに用いるものを包括するのに用いることもできる。

１０プローブカード
１２回路基板
１４支持体
１６，１２０，３０２プローブ
２０導通孔
２４エポキシ樹脂
３０保持具
４０，１４０筐体
４２，１４２試験室
５０，３０８プレート
５０Ａ下部板
５０Ｂ上部板
５２流動管路
５４Ａ下部溝
５４Ｂ上部溝
５６ガイドパイプ
５８開口部
６０，１６０ホルダ
６２，１６２，３１２Ａ〜Ｃ被試験素子
６４，１６４温度制御手段
７０，１７０三次元載置台
１００集積回路試験装置
１１０プローブ載置台
３００試験システム
３０４温度制御ユニット
３０６載置台
３１０ウェハ

Claims

試験室を画成する筐体と、
前記筐体内に設けられるとともに被試験素子を載置するように構成されているホルダと、
前記ホルダ内部に設けられるとともに前記ホルダの温度を制御するように構成されている温度制御手段と、
前記筐体上に設けられるとともに少なくとも一本のプローブを載置するように構成されているプレートと、
前記プレート内部に設けられている少なくとも一本の流動管路と、を備えており、
前記流動管路には前記プレートの温度を調節する流体を封入することができることを特徴とする集積回路試験装置。
前記温度制御手段がヒータであることを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが、前記プローブを有するプローブカードを載置するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記プローブカードが保持具により前記プレート上に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが少なくとも一つの載置台を載置するように構成されており、前記プローブが前記載置台上に載置されていることを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが開口部を有しており、前記プローブが前記開口部を介して前記被試験素子に接触することを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記流動管路が前記プレートの開口部を囲んでいることを特徴とする請求項６に記載の集積回路試験装置。
前記流動管路が少なくとも一つの流体入口と流体出口とを有することを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記流体がガス、液体またはガス・液体の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが複数枚の板部材を有し、しかも前記流動管路が前記板部材のうちの一枚の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが、
前記筐体上に設けられている下部板と、
前記下部板の上に設けられている上部板と、を備えており、
前記下部板および前記上部板の一方が溝を有することを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが、
前記筐体上に設けられるとともに下部溝を有する下部板と、
前記下部板の上に設けられるとともに上部溝を有しており、前記上部溝が前記下部溝に対応している、上部板と、
前記下部溝および前記上部溝内に設けられているガイドパイプと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の集積回路試験装置。
試験室上に設けられるとともに少なくとも一本のプローブを載置するように構成されているプレートであり、前記プレートは開口部を有し、前記プローブが前記開口部を介して被試験素子に接触する、プレートと、
前記プレート内部に設けられている少なくとも一本の流動管路と、を備えており、
前記流動管路には前記プレートの温度を調節する流体を封入することができることを特徴とする集積回路試験装置。
前記プレートが、前記プローブを有するプローブカードを載置するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記プローブカードが保持具により前記プレート上に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが少なくとも一つの載置台を載置するように構成されており、前記プローブが前記載置台上に載置されていることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記流動管路が前記プレートの開口部を囲んでいることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記流動管路が少なくとも一つの流体入口と流体出口とを有することを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記流体がガス、液体またはガス・液体の混合物であることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが複数枚の板部材を有し、しかも前記流動管路が前記板部材のうちの一枚の内部に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが、
前記筐体上に設けられている下部板と、
前記下部板の上に設けられている上部板と、を備えており、
前記下部板および前記上部板の一方が溝を有することを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。
前記プレートが、
前記筐体上に設けられるとともに下部溝を有する下部板と、
前記下部板の上に設けられるとともに上部溝を有しており、前記上部溝が前記下部溝に対応している、上部板と、
前記下部溝および前記上部溝内に設けられているガイドパイプと、を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の集積回路試験装置。