JP2012256799A - 半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカードの熱変形の影響によるプローブのコンタクト位置ずれなどを防止した半導体検査装置を提供すること。
【解決手段】プローブカード１に、発熱体４ａおよび４ｂと、発熱体４ａおよび４ｂによって高温にされたプローブカード１表面の温度を計測する温度センサ６とが設けられる。測定装置７は、発熱体４ａおよび４ｂに電流を印加する電流印加部８と、温度センサ６の電流値を計測することによって、プローブカード１表面の温度を計測する電流計測部９とを含み、電流計測部９によって計測された電流値に応じて、電流印加部８を制御することによりプローブカード１表面の温度を制御する。したがって、プローブカード１の表面温度を一定値に保つことができ、プローブカード１の熱変形の影響によるプローブ２のコンタクト位置ずれなどを防止することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカードを用いて半導体デバイスのウェハを検査する技術に関し、特に、ウェハの温度制御を行ないながら高温ウェハテスト（機能テスト）を行なう半導体検査装置に関する。

近年、半導体装置の検査方法として、ウェハテストが用いられることが多い。製品上の不良品を含む可能性がある半導体チップを最終製品である半導体装置のパッケージに組み込んでから、テストを行なって不良品を排除したのでは廃棄するパッケージのコスト分が無駄となる。そのため、ウェハテストは、半導体チップをパッケージに組み込む前に不良半導体チップを排除することを目的とする。

一方、半導体装置のウェハプロセスにおける微細化に伴って、半導体チップ上のプロービングパッドの縮小化や狭ピッチ化が進んでいる。これらに関連する技術として、下記の特許文献１〜２に開示された発明がある。

特許文献１は、プローブカードを効果的に所定の温度に加熱することができるようにすることを目的とする。集積回路の試験方法は、集積回路を受けるチャックトップが集積回路に対し電気信号の授受を行なうプローブカードの近傍に存在するか否か、集積回路の試験中であるか否か、及びプローブカードが所定の温度を有するか否かを含むグループから選択される少なくとも１つを判定する第１のステップと、第１のステップにおける判定結果に応じてプローブカードに備えられた発熱体に供給する加熱電力を調整する第２のステップとを含む。

特許文献２は、検査時の温度変化によるプローブ先端の位置ずれ量を少なくするために、プローブカード基板を加熱し、その熱膨張量を制御することが可能な半導体検査装置を提供することを目的とする。検査対象物にコンタクトする複数のプローブおよびプローブが接合されたプローブカード基板を備えた半導体検査装置であり、プローブの先端の位置を、予め検査対象物が冷却されて収縮した位置に合わせて設定し、プローブカード基板を加熱し熱変形させるための発熱体をプローブカード基板内部に層状に設け、任意の温度において、検査対象物とプローブ先端の位置ずれ量を小さくするために、発熱体による加熱量を制御する加熱制御手段を備える。

特開２０１０−１５１７４０号公報 特開２００８−２９８７４９号公報

しかしながら、上述の特許文献１においては、プローブカード外部にヒータ制御部および加熱電源が設けられている。そのため、高温ウェハテストにおいて、プローブカードの熱変形が発生し、その影響でプローブのコンタクト位置ずれが発生してテスト不良の一因となっていた。

また、プローブカード外部にヒータ制御部および加熱電源を追加する必要がある。また、ヒータ制御部から温度センサ、加熱電源から発熱体までの電気的配線が必要になると共に、ヒータ制御部のシステム開発が新たに必要となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、プローブカードの熱変形の影響によるプローブのコンタクト位置ずれなどを防止した半導体検査装置を提供することである。

本発明の一実施例によれば、高温ウェハテストを行なう半導体検査装置が提供される。半導体検査装置は、プローブカードと、プローブカードに接続される測定装置とを含む。プローブカードは、発熱体と、発熱体によって高温にされたプローブカード表面の温度を計測する温度センサとを含む。また、測定装置は、発熱体に電流を印加する電流印加部と、温度センサの電流値を計測することによって、プローブカード表面の温度を計測する電流計測部とを含み、電流計測部によって計測された電流値に応じて、電流印加部を制御することによりプローブカード表面の温度を制御する。

本発明の一実施例によれば、電流計測部によって計測された電流値に応じて、電流印加部を制御することによりプローブカード表面の温度を制御するので、プローブカードの表面温度を一定値に保つことができ、プローブカードの熱変形の影響によるプローブのコンタクト位置ずれなどを防止することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態における半導体検査装置の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における半導体検査装置の構成例を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における半導体検査装置の構成例を示す図である。この半導体検査装置は、プローブカード１と、測定装置７とを含む。

プローブカード１の表面において、ウェハ内の半導体チップの接続電極（ボンディングパッド）に接触させて、半導体チップにテストのための電気信号を与える、または電気信号を読み取るプローブ２が設けられている。そして、プローブ２の針立てに影響しない空きスペースに、プローブカード１の表面の配線に電気的影響がでないように絶縁体３ａおよび３ｂを挟んで発熱体４ａおよび４ｂが取り付けられている。

また、プローブカード１の裏面において、測定装置７との接続に影響しない空きスペースに温度センサ６が取り付けられている。この温度センサ６は、サーミスタなどによって構成される。

測定装置７は、プローブ２を介して半導体チップに与える電気信号を制御して、半導体チップのテストを行なうＬＳＩテスタなどに対応しており、電流印加部８と、電流計測部９とを含む。

電流印加部８は、ケーブルを介してスルービア５ａおよび５ｂに接続されており、スルービア５ａおよび５ｂを介して発熱体４ａおよび４ｂに電流を印加することによって、発熱体４ａおよび４ｂを発熱させる。

電流計測部９は、ケーブルを介してスルービア５ｃに接続されており、スルービア５ｃを介して温度センサ６の電流値を測定することによってプローブカード１の温度を計測する。なお、電流計測部９は、温度センサ６の電流値に対応した温度を格納するテーブルを保持しており、電流センサ６の電流値に応じてこのテーブルを検索することによってプローブカード１の温度を計測する。

半導体検査装置において、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することによって半導体検査装置全体の制御を行なっており、温度センサ６によって計測された温度が一定値を保つように、電流印加部８によって発熱体４ａおよび４ｂに印加する電流値（発熱量）をフィードバック制御する。

このように、半導体検査装置はプログラムを実行することによって、プローブカード１の温度を常に一定に保つことができ、プローブカードの熱変形の影響を排除でき、プローブ２のコンタクト性を良好に保つことが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態における半導体検査装置によれば、プログラムを実行することによって、温度センサ６によって計測された温度が一定値を保つように発熱体４ａおよび４ｂの発熱量を制御するようにしたので、新たな温度制御装置の追加や電気的配線の追加が不要となり、温度制御用のシステム開発が不要となった。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態における半導体検査装置の構成例を示す図である。図１に示す第１の実施の形態における半導体検査装置と同じ構成および機能を有する部分には同じ参照番号を付すものとする。

図２に示すように、本実施の形態におけるプローブカード１においては、発熱体４および温度センサ６がプローブカード１に内蔵されている。

電流印加部８は、ケーブルを介してスルービア５ａおよび５ｂに接続されており、スルービア５ａおよび５ｂを介して発熱体４に電流を印加することによって、発熱体４を発熱させる。

電流計測部９は、ケーブルを介してスルービア５ｃに接続されており、スルービア５ｃを介して温度センサ６の電流値を測定することによってプローブカード１の温度を計測する。

以上説明したように、本実施の形態における半導体検査装置によれば、プローブカード１に発熱体４および温度センサ６を内蔵し、温度センサ６によって計測された温度が一定値を保つように発熱体４の発熱量を制御するようにしたので、第１の実施の形態と同様の効果を奏することが可能となった。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ プローブカード、２ プローブ、３ａ，３ｂ 絶縁体、４，４ａ，４ｂ 発熱体、５ａ，５ｂ，５ｃ スルービア、６ 温度センサ、７ 測定装置、８ 電流印加部、９ 電流計測部。

Claims (1)

1. 高温ウェハテストを行なう半導体検査装置であって、
   プローブカードと、
   前記プローブカードに接続される測定装置とを含み、
   前記プローブカードは、発熱体と、
   前記発熱体によって高温にされた前記プローブカード表面の温度を計測する温度センサとを含み、
   前記測定装置は、前記発熱体に電流を印加する電流印加手段と、
   前記温度センサの電流値を計測することによって、前記プローブカード表面の温度を計測する電流計測手段と、
   前記電流計測手段によって計測された電流値に応じて、前記電流印加手段を制御することにより前記プローブカード表面の温度を制御する制御手段とを含む、半導体検査装置。

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