JP2638556B2 - プローブカードチェッカー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプローブカードチェッカ
ーに関し、特に半導体装置の検査に用いるプローカード
のチェック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体装置の電気的検査工程に
おいては、複数のプローブ針（接触針）を備えたプロー
ブカードが用いられている。しかし、このプローブカー
ドが不良であると、半導体装置そのものの検査ができな
いことになる。従って、このプローブカードの良否を判
定する検査装置としてのチェッカーが必要になる。

【０００３】かかるプローブカードの良否を判定するチ
ェッカーの検査項目としては、プローブ針の接触高さ位
置、高さ位置の均一性、プローブ針の平面方向の位置、
プローブ針先端と他金属との間の接触抵抗値、プローブ
針間あるいはカードのパターン間のリークおよびショー
ト状態、プローブ針の針圧値などがある。通常、チェッ
カーでは、これらの検査項目の全部または必要とする一
部を行っている。

【０００４】図３はかかる従来の一例を示すプローブカ
ードチェッカーの構成図である。図３に示すように、こ
のプローブカードチェッカーは、複数のプローブ針４を
備えたプローブカード３を下向きに保持するためのマザ
ーボード１２と、このマザーボード１２の下側に対抗し
て位置するとともに上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能な
ステージ１と、このステージ１上に固定された円盤状の
金属材からなるプローブ接触トップ２と、マザーボード
１２およびプローブ接触トップ２にケーブル７を介して
接続される表示部５および接触判定を行う判定部６とを
備えている。

【０００５】かかるチェッカーにおいては、ステージ１
の上方でプローブカード３をマザーボード１２に水平に
取付けた後、プローブカード３とはコネクタ（図示省
略）で接続しているマザーボード１２からコネクタ付き
ケオーブル７を介して接触判定部６の接地ソケットＡに
接続する一方、ステージ１の上面に固定されたプローブ
接触トップ２からもケーブル７を介して接触判定部６の
接地ソケットＢに接続する。

【０００６】ついで、このセット状態からステージ１と
ともにプローブ接触トップ２を上方（Ｚ軸方向）に、例
えば１μｍのピッチで上昇させて行く。これにより、プ
ローブカード３の中央に形成した孔（図示省略）に臨ん
で放射状に配設してある複数本のプローブ針４がプロー
ブ接触トップ２の表面に接触し、その接触したプローブ
針４に対応した番号または記号を接触判定部６と一体に
設けられた表示部５に表示する。なお、この表示はラン
プ点灯でもよい。

【０００７】さらに、全部のプローブ針４に対応する表
示番号または記号の表示もしくはランプの点灯があるま
で、プローブ接触トップ２を所定ピッチ毎に間欠的に上
昇させて行く。これにより、プローブカード３における
各プローブ針４の接触高さ位置、高さ位置の均一性、プ
ローブ針の平面方向の位置、接触抵抗値、針圧などを検
査する。

【０００８】また、プローブ針間あるいはカードのパタ
ーン間のリークおよびショート検査に関しては、プロー
ブ接触トップ２とプローブ針４を接触させずに接触抵抗
測定と同様の判定を行う。すなわち、リークもしくはシ
ョートしているプローブ針４またはプローブカードパタ
ーンに関しては、閉会路が形成されるため、その対応す
る番号または記号の表示あるいはランプが点灯されるの
で、直ちに検査することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプロー
ブカードチェッカーは、プローブ針の接触高さ位置およ
び高さ位置の均一性と各針の接触抵抗値、または接触高
さ位置および高さ位置の均一性と各針の針圧を同一のチ
ェッカーで測定することはできるが、接触抵抗値と針圧
を同一のチェッカーで測定することはできない。

【００１０】すなわち、針圧測定は或るプローブ針１本
を単に接触させたときの針圧を測定するというものであ
り、他の針と同時に接触面に接触させたときの或る針１
本の針圧を測定するというものではない。要するに、他
の針の影響を受けたときの針圧を測定することはできな
い。

【００１１】従って、上述した接触抵抗値と針圧という
２つの検査項目を同一のチェッカーで測定しようとして
も、接触抵抗値が基準値を見たさない場合、その原因が
針先端の汚れによるものなのか、接触高さ位置および高
さ位置の均一性の悪さによるものなのか、針全部が接触
面に接したときの針圧の少なさによるものなのかを追求
することが困難となり、プローブカードの修理に支障を
きたすというという欠点がある。

【００１２】本発明の目的は、かかる接触抵抗値や針圧
を同一の装置でチェックできるようにし、不良解析時間
を短縮するとともに、プローブカードの不良原因を明確
にすることのできるプローブカードチェッカーを提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のプローブカード
チェッカーは、複数のプローブ針を備えたプローブカー
ドを保持するマザーボードと、前記マザーボードに対向
して位置するとともに上下および左右方向に移動可能な
ステージと、前記ステージ上に固定された円盤状の金属
材からなり且つダイヤフラム部を備えた圧力センサを表
面が同一の高さになるように埋め込んでなるプローブ接
触トップと、前記圧力センサに接続される圧力測定部
と、前記ステージを可動させるための制御を行うステー
ジ制御部と、表示部を備えるとともに前記マザーボード
および前記プローブ接触トップにケーブルを介して接続
される接触判定部とを有して構成される。

【００１４】また、本発明のチェッカーにおける圧力セ
ンサは、前記プローブカードの前記プローブ針が前記ダ
イヤフラム部に接触したときに針圧を検出するととも
に、前記接触判定部で接触抵抗値を判定するように構成
される。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例を示すプローブカ
ードチェッカーの構成図である。図１に示すように、本
実施例はマザーボード１２に複数のプローブ針４を備え
たプローブカード３を下向きに保持し、このマザーボー
ド１２の下側に対向して上下（Ｚ軸）および左右（ＸＹ
軸）方向に移動可能なステージ１を配置する。このステ
ージ１はステージ制御部１１により可動制御され、その
上部には円盤状の金属材からなるプローブ接触トップ２
が固定される。しかも、プローブ接触トップ２はダイヤ
フラム部８を備えた圧力センサ９を埋め込んでおり、そ
のダイヤフラム部８の表面と接触トップ２の表面が同じ
高さになるようにしている。また、この圧力センサ９は
プローブ針４がダイヤフラム部８の表面に接触したとき
の針圧を測定するための圧力測定部１０に接続されると
ともに、ケーブル７を介して接触抵抗などを測定する表
示部５を備えた接触判定部６に接続される。同様に、接
触判定部６はケーブル７を介してマザーボード１２に保
持されたプローブカード３とも接続される。

【００１６】実際の測定にあたっては、まずステージ制
御部１１によりＸＹＺ軸方向に移動可能なステージ１の
上方でプローブカード３をマザーボード１２に取付ける
とともに、プローブカード３とコネクタで接続している
マザーボード１２からコネクタ付きケーブル７を介して
接触判定部６の接地ソケットＡに接続する。同様に、接
触トップ２からケーブル７を介して接触判定部６の接地
ソケットＢに接続し、検査準備状態になる。

【００１７】ついで、ステージ１の上面に設けた接触ト
ップ２の中に圧力センサ９を埋め込み、ダイヤフラム部
８の上面が接触トップ２の上面と同じ高さになるように
設置するとともに、圧力センサ９と圧力測定部１０とを
接続する。なお、ダイヤフラム部８の上面の露出形状
は、プローブ針４のピッチに合わせて可変できるよう
に、接触トップ２の開口部の大きさが異なるスペアを用
意しておくか、あるいは開口部を可変できるようなシャ
ッター機構の接触トップにしておく。

【００１８】この状態でステージ１を制御し、プローブ
接触トップ２をステージ１とともにＺ軸方向に上昇させ
ていく。しかる後、コンピュータによる検査フローに基
いて各種の検査パターンを実行する。

【００１９】図２は図１に示すステージとプローブ接触
トップの拡大斜視図である。図２に示すように、プロー
ブ接触針４はプローブ接触トップ２に埋め込む圧力セン
サ９の表面であるダイヤフラム部８に接触するまで上昇
すると、このときダイヤフラム部８に接触してない他の
プローブ接触針４はプローブ接触トップ２の上面と接触
する。

【００２０】ここで、詳細な検査パターンについて２つ
説明する。まず、第１のパターン例としては、上述した
セット状態からステージ１とともにプローブ接触トップ
２をＺ軸方向に上昇させていく。このとき、プローブ針
４が接触トップ２の圧力センサ９上に接触しないように
ステージ１を制御し、従来通りの接触高さ位置および高
さ位置の均一性について測定する。

【００２１】ついで、接触判定部６であらかじめ設定し
ておいた接触抵抗基準値と比較して各針の合否を判定
し、表示部５に表示する。このとき、同時に否となった
針の番号が検査統括用のコンピュータ（ここでは、図示
省略）に送出される。

【００２２】さらに、ステージ１は接触トップ２ととも
に、一旦プローブ針４のいずれとも接触しない状態まで
下降する。

【００２３】しかる後、ステージ制御部１１へあらかじ
め入力しておいた各針の座標位置のうち、否となったプ
ローブ針４の座標位置の下に圧力センサ９のダイヤフラ
ム部８がくるようにステージ１を移動させ、否となった
プローブ針４の先端とダイヤフラム部８が接触するまで
ステージ１を上昇させる。

【００２４】次に、接触した高さ位置から予め設定され
た高さ、例えば５０μｍだけ圧力センサ９を上昇させ、
この設定高さにおける圧力センサ９の圧力、すなわち否
となったプローブ針４の針圧を検査する。このときの針
圧は、他の針のステージ１に対する反作用の力が影響し
ており、実際の針圧とほぼ同じ値を得ることができ、前
述した従来例における１本のみで針圧検査する場合と比
較して精度が高くなる。この際、否となった針が２本以
上存在するときは、前述の検査を同様に繰返し行う。

【００２５】以上の順で検査することにより、接触抵抗
値で不合格となったプローブ針４の不合格原因が接触高
さ位置によるものか、針圧によるものか、あるいは針先
端の汚れによるものかを判断するデータが得られる。

【００２６】一方、第２のパターン例としては、ステー
ジ制御部１１へ予め入力しておいた各針の座標位置に対
してダイヤフラム部８を移動させた後、プローブ針４の
先端とダイヤフラム部８が接触するようにステージ１を
上昇させる。ついで、接触した高さ位置から予め設定さ
れた高さ、例えば５０μｍだけ圧力センサ９を上昇さ
せ、この設定高さにおける圧力センサ９の圧力、つまり
プローブ針４の針圧を検査する。同時に、ダイヤフラム
部８に接触した針以外の針の接触抵抗値を測定する。

【００２７】以下、ダイヤフラム部８に接触させる針を
順に変えていき、同様の検査を繰返す。

【００２８】かかる検査パターンでは、各針の針圧と
（針の本数−１）の数の接触抵抗値がデータとして得ら
れる。また、接触抵抗値としては、複数回接触させたと
きの変動を見ることにより、より精度が向上する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプローブ
カードチェッカーは、ＸＹＺ軸方向に移動可能なステー
ジ上のプローブ接触トップに圧力センサを埋め込むこと
により、プローブ針の接触高さ位置と平面方向の位置の
検査、ならびに接触高さ位置から所定の高さだけ圧力セ
ンサを上昇させたときの他の針のステージに対する反作
用の力の影響を受けたときの針圧と接触抵抗値の測定を
同一の装置で実現でき、プローブカードの不良原因を明
確にすることができるという効果がある。

【００３０】また、本発明は針圧と接触抵抗値を１台の
装置で検査することができるので、真の不良原因を解明
する際の解析時間を短縮できるとともに、設備も低減す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプローブカードチェッ
カーの構成図である。

【図２】図１に示すステージとプローブ接触トップの拡
大斜視図である。

【図３】従来の一例を示すプローブカードチェッカーの
構成図である。

【符号の説明】

１ ステージ ２ プローブ接触トップ ３ プローブカード ４ プローブ針 ５ 表示部 ６ 判定部 ８ ダイヤフラム部 ９ 圧力センサ １０ 圧力計測部 １１ ステージ制御部 １２ マザーボード

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプローブ針を備えたプローブカー
   ドを保持するマザーボードと、前記マザーボードに対向
   して位置するとともに上下および左右方向に移動可能な
   ステージと、前記ステージ上に固定された円盤状の金属
   材からなり且つダイヤフラム部を備えた圧力センサを表
   面が同一の高さになるように埋め込んでなるプローブ接
   触トップと、前記圧力センサに接続される圧力測定部
   と、前記ステージを可動させるための制御を行うステー
   ジ制御部と、表示部を備えるとともに前記マザーボード
   および前記プローブ接触トップにケーブルを介して接続
   される接触判定部とを有することを特徴とするプローブ
   カードチェッカー。
2. 【請求項２】 前記圧力センサは、前記プローブカード
   の前記プローブ針が前記ダイヤフラム部に接触したとき
   に針圧を検出するとともに、前記接触判定部で接触抵抗
   値を判定する請求項１記載のプローブカードチェッカ
   ー。