JP3132400B2 - Icテスタ用プローブカード - Google Patents

Icテスタ用プローブカード

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JP3132400B2 JP08278908A JP27890896A JP3132400B2 JP 3132400 B2 JP3132400 B2 JP 3132400B2 JP 08278908 A JP08278908 A JP 08278908A JP 27890896 A JP27890896 A JP 27890896A JP 3132400 B2 JP3132400 B2 JP 3132400B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、IC(集積回
路)テスタ用のプローブカードに関し、特にカード本体
を構成する半導体基板にプローブとしての突起電極とテ
スト回路とを設けると共にテスト回路に関する配線長を
短縮することによりプローブ配置の自由度を向上させ
と共に高精度の測定を可能にしたものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ICテスタとしては、テストヘッ
ドのテストボードに図8に示すようなプローブカード1
0を装着してウェハ状態のLSI(大規模集積回路)を
試験するものが知られている。
【0003】図9は、被試験ウェハ20を示すもので、
ウェハ表面には複数のLSIチップ領域22が形成され
ている。図8において、22Sは、1つのLSIチップ
領域22の輪郭を表わす。プローブカード10の一方の
主表面には、細長い針状の多数のプローブ10aがLS
Iチップ領域22の4辺に対応してリング状に配置され
ている。
【0004】テストヘッドには、ピンエレクトロニクス
と呼ばれるテスト回路が設けられている。テストヘッド
のテストボードにプローブカード10を装着すると、各
プローブ10aは、テストボード上の対応する配線を介
してテストヘッドのテスト回路に接続される。
【0005】ウェハ状態のLSIを試験する際には、図
9に示すように被試験ウェハ20内の所望のLSIチッ
プ領域22の上方にプローブカード10を各プローブ1
0aがウェハ面に対向するように配置する。そして、プ
ローブカード10を矢印A方向に降下させて各プローブ
10aを領域22内の対応するボンディングパッド22
aに図10に示すように接触させ、このような接触状態
において各種の測定を行なう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のプロー
ブカードによると、各プローブ10aが細長い針状であ
るため、プローブ配置は、列状又はリング状に制限され
る。また、プローブ間隔は、100μm程度に制限され
る。
【0007】その上、各ボンディングパッド22aから
テスト回路までの配線長は、テストボード、プローブカ
ード10等のサイズで決まる所定の長さより小さくでき
ず、高精度の測定(例えば交流タイミング、電圧等の測
定)に限界が生ずる。
【0008】この発明の目的は、プローブ配置の自由度
が大きく、しかも高精度の測定が可能なICテスタ用プ
ローブカードを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第1の
Cテスタ用プローブカードは、半導体基板からなるカー
ド本体と、 前記半導体基板の一方の主表面に集積回路と
して形成されたテスト回路と、 前記半導体基板の一方の
主表面に形成され、前記テスト回路に接続されたプロー
ブ用の複数の突起電極と、 前記半導体基板の一方の主表
面に形成され、前記テスト回路に接続された複数の端子
電極層と、 前記半導体基板を貫通して形成され、前記複
数の端子電極層を前記半導体基板の他方の主表面にそれ
ぞれ導出する複数の配線とを備えたものである。第1の
ICテスタ用プローブカードにあっては、前記カード本
体を支持するための支持基板を更に設け、前記支持基板
の一方の主表面が前記半導体基板の他方の主表面に重な
るように前記支持基板及び前記半導体基板を対向配置す
ると共に前記支持基板の一方の主表面に形成された複数
の配線層に対して前記半導体基板の他方の主表面に導出
された複数の配線をそれぞれ半田層を介して接続する構
成にしてもよい。第1のICテスタ用プローブカードに
よれば、プローブが半導体基板上に突起電極として形成
されるので、プローブをLSIチップ領域内の被測定部
等に対応して自由に配置可能であり、しかもプローブ間
隔を従来より小さくすることができる。また、半導体基
板の一方の主表面にプローブ用の複数の突起電極と、こ
れらの突起電極に接続されたテスト回路とを形成したの
で、突起電極からテスト回路までの配線長を短縮するこ
とができると共に、テスト回路に接続された複数の端子
電極層を複数の貫通配線により半導体基板の他方の主表
面に導出したり、導出した複数の貫通配線を支持基板の
一方の主表面にて複数の配線層に半田層を介して接続し
たりしたので、テスト回路からICテスタケーブルまで
の配線長を短縮することができ、高精度の測定が可能と
なる。
【0010】この発明に係る第2のICテスタ用プロー
ブカードは、 半導体基板からなるカード本体と、 前記半
導体基板の一方の主表面に形成されたプローブ用の複数
の突起電極と、 前記半導体基板の他方の主表面に集積回
路として形成されたテスト回路と、 前記半導体基板の他
方の主表面に形成され、前記テスト回路に接続された複
数の端子電極層と、 前記半導体基板を貫通して形成さ
れ、前記複数の突起電極を前記テスト回路にそれぞれ接
続する複数の配線とを備えたものである。第2のICテ
スタ用プローブカードにあっては、前記カード本体を支
持するための支持基板を更に設け、前記支持基板の一方
の主表面が前記半導体基板の他方の主表面に重なるよう
に前記支持基板及び前記半導体基板を対向配置すると共
に前記支持基板の一方の主表面に形成された複数の配線
層に対して前記半導体基板の他方の主表面に形成された
複数の端子電極層をそれぞれ半田層を介して接続する構
成にしてもよい。第2のICテスタ用プローブカードに
よれば、プローブが半導体基板上に突起電極として形成
されるので、プローブをLSIチップ領域内の被測定部
等に対応して自由に配置可能であり、しかもプローブ間
隔を従来より小さくすることができる。また、半導体基
板の一方の主表面にプローブ用の複数の突起電極を形成
すると共に半導体基板の他方の主表面にテスト回路を形
成し、複数の突起電極を複数の貫通配線によりテスト回
路に接続したので、突起電極からテスト回路までの配線
長を短縮することができ、しかも半導体基板の他方の主
表面にて複数の端子電極層をテスト回路に接続したり、
複数の端子電極層を支持基板の一方の主表面にて複数の
配線層に半田層を介して接続したりしたので、テスト回
路からICテスタケーブルまでの配線長を短縮すること
ができ、高精度の測定が可能となる。
【0011】この発明に係る第3のICテスタ用プロー
ブカードは、 半導体基板からなるカード本体と、 前記半
導体基板の一方の主表面に集積回路として形成されたテ
スト回路と、 前記半導体基板の一方の主表面に形成さ
れ、前記テスト回路に接続されたプローブ用の複数の突
起電極と、 前記半導体基板の端面に終端するように前記
半導体基板の一方の主表面に形成され、前記テスト回路
に接続された複数の端子電極層と、 前記カード本体を支
持するための支持基板であって、一方の主表面に形成さ
れた凹部の底面に前記半導体基板の他方の主表面が装着
されたものと、 前記支持基板の凹部に内部から外部へ延
長するように形成され、前記半導体基板の端面側で前記
複数の端子電極層にそれぞれ接続された複数の配線層と
を備えたものである。第3のICテスタ用プローブカー
ドによれば、プローブが半導体基板上に突起電極として
形成されるので、プローブをLSIチップ領域内の被測
定部等に対応して自由に配置可能であり、しかもプロー
ブ間隔を従来より小さくすることができる。また、半導
体基板の一方の主表面にプローブ用の複数の突起電極
と、これらの突起電極に接続されたテスト回路とを形成
したので、突起電極からテスト回路までの配線長を短縮
することができると共に、支持基板に設けた凹部に半導
体基板を配置して半導体基板の端面側でテスト回路の複
数の端子電極層と複数の配線層の凹部内部分とをそれぞ
れ接続したので、テスト回路からICテスタケーブルま
での配線長を短縮することができ、高精度の測定が可能
となる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
係るICテスタ用プローブカードを示すものであり、こ
のプローブカードのカード本体は、シリコン等の半導体
基板30からなっている。
【0013】半導体基板30の一方の主表面には、図1
〜3に示すようにプローブとしての突起電極32が複数
設けられる。各突起電極32は、半田バンプ等により構
成されるもので、一例として図3に示すように被試験ウ
ェハ20のLSIチップ領域22内の被測定部の配線層
22Wに対応して形成される。各突起電極32は、必要
に応じてLSIチップ領域22内のボンディングパッド
(図9の22aに相当)に対応して形成してもよい。
【0014】半導体基板30の一方の主表面には、図
1,2に示すようにテスト回路34が集積回路として形
成される。各突起電極32は、対応する配線層32aを
介してテスト回路34に接続される。図2に示すように
半導体基板30の一方の主表面から他方の主表面に貫通
するように貫通配線40が複数設けられ、各貫通配線4
0は、対応する配線層40aを介してテスト回路34に
接続される。テスト回路34は、貫通配線40、ケーブ
ル等を介して図1のICテスタ38の本体回路に接続さ
れる。テスト回路34としては、被試験LSIに最適化
したもの又は必要最小限のものにすることができる。
【0015】各貫通配線40は、一例として図4(A)
〜(C)のように形成される。すなわち、半導体基板3
0の一部に配線孔30aを形成した後、配線孔30a内
に配線用金属40Aを充填する。そして、半導体基板3
0を配線用金属40Aが露呈するまで裏側から研摩する
ことにより配線用金属の残存部からなる貫通配線40を
得る。
【0016】半導体基板30の他方の主表面には、支持
棒36が装着される。半導体基板30は、支持棒36で
支持された状態で図1,3に示すように所望のLSIチ
ップ領域22内の被測定部に配置することができる。
【0017】ウェハ状態のLSIを試験する際には、図
1,3に示すように所望のLSIチップ領域22内の被
測定部の複数の配線層22Wにそれぞれ半導体基板30
の複数の突起電極32を接触させ、このような接触状態
において各種の測定を行なう。
【0018】図5は、この発明の他の実施形態に係るI
Cテスタ用プローブカードを示すものであり、このプロ
ーブカードのカード本体は、シリコン等の半導体基板5
0からなっている。
【0019】半導体基板50の一方の主表面には前述し
たと同様にしてプローブとしての突起電極52が複数形
成されると共に半導体基板50の他方の主表面には前述
したと同様にしてテスト回路54が形成される。各突起
電極52は、前述したと同様の貫通配線56を介してテ
スト回路54に接続される。
【0020】半導体基板50の他方の主表面には、端子
電極層58が複数形成され、各端子電極層58は、対応
する配線層58aを介してテスト回路54に接続され
る。テスト回路54は、端子電極層58、ケーブル等を
介してICテスタの本体回路に接続される。
【0021】図5のプローブカードは、突起電極形成面
とは反対側の面にテスト回路を設けた点で図1のプロー
ブカードと異なるが、適当な支持具を装着して図1のも
のと同様に使用することができる。
【0022】図6は、この発明の更に他の実施形態に係
るICテスタ用プローブカードを示すものであり、この
プローブカードのカード本体は、シリコン等の半導体基
板60からなっている。
【0023】半導体基板60の一方の主表面には、プロ
ーブとしての突起電極62が複数形成されると共にテス
ト回路64が集積回路として形成され、各突起電極62
は、テスト回路64に接続される。テスト回路64から
は端子電極層66が複数導出され、各端子電極層66毎
に貫通配線68、半田層70等を介して支持基板72の
対応する配線層74に接続される。各配線層74は、ケ
ーブル等を介してICテスタの本体回路に接続される。
【0024】支持基板72は、一例としてプリント配線
基板からなるもので、配線層74を形成した面とは反対
側の面には支持棒76が装着される。なお、プローブカ
ードとしては、半導体基板60に代えて図5の半導体基
板50を支持基板72に取付けてもよい。
【0025】図6のプローブカードは、図1のプローブ
カードとは支持手段が異なるが、図1のものと同様に使
用することができる。
【0026】図7は、この発明の更に他の実施形態に係
るICテスタ用プローブカードを示すものであり、この
プローブカードのカード本体は、シリコン等の半導体基
板80からなっている。
【0027】半導体基板80の一方の主表面には、プロ
ーブとしての突起電極82が複数形成されると共にテス
ト回路84が集積回路として形成され、各突起電極82
は、テスト回路84に接続される。テスト回路84から
は端子電極層86が複数導出され、各端子電極層86
は、半導体基板80の端面に終端している。
【0028】支持基板88の一方の主表面には、半導体
基板80を装着するための凹部が形成されると共にこの
凹部の内部から外部に延長するように配線層90が複数
形成される。テスト回路84から導出された各端子電極
層86は、支持基板88の対応する配線層90に接続さ
れる。各配線層90は、ケーブル等を介してICテスタ
の本体回路に接続される。支持基板88の他方の主表面
には、支持棒92が装着される。
【0029】図7のプローブカードは、図1のプローブ
カードとは支持手段が異なるが、図1のものと同様に使
用することができる。
【0030】この発明の実施形態に係るプローブカード
によれば、プローブを半導体基板上に突起電極として形
成したので、リング状、列状に限らず、任意の形状にプ
ローブを配置することができる。また、プローブ間隔
も、数10μm程度に小さくすることができる。
【0031】その上、テスト回路をカード本体としての
半導体基板に集積回路として形成したので、各プローブ
の接触部からテスト回路までの配線長を最小にすること
ができ、配線の抵抗や静電容量に影響されずに精度の高
い測定を行なうことができる。
【0032】この発明は、上記した実施形態に限定され
るものではなく、種々の改変形態で実施可能なもので
る。
【0033】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、プロ
ーブを半導体基板上に突起電極として形成したので、プ
ローブ配置の自由度が大幅に向上すると共にプローブ間
隔の狭小化が可能となり、しかも半導体基板にテスト回
路を集積回路として形成すると共にテスト回路に関する
配線長を短縮したので、高精度の測定が可能となる効果
が得られるものである。
【0034】その上、プローブを設けた半導体基板にテ
スト回路を集積回路として形成したので、テスト回路ま
での配線長が大幅に短縮され、高精度の測定が可能にな
る効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態に係るプローブカード
を示す断面図である。
【図2】 図1のプローブカードをウェハ対向面から見
た状態を示す斜視図である。
【図3】 図1のプローブカードをウェハに対向させた
状態を示す斜視図である。
【図4】 図1のプローブカードの貫通配線を形成する
方法を説明するための断面図である。
【図5】 この発明の他の実施形態に係るプローブカー
ドを示す断面図である。
【図6】 この発明の更に他の実施形態に係るプローブ
カードを示す断面図である。
【図7】 この発明の更に他の実施形態に係るプローブ
カードを示す断面図である。
【図8】 従来のプローブカードのプローブ配置を示す
平面図である。
【図9】 従来のプローブカードをウェハに対向させた
状態を示す斜視図である。
【図10】 プローブをボンディングパッドに接触させ
た状態を示す断面図である。
【符号の説明】
30,50,60,80:半導体基板、32,52,6
2,82:突起電極、34,54,64,64’,6
4”,84,84’:テスト回路、36,76,92:
支持棒、72,88:支持基板。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板からなるカード本体と、 前記半導体基板の一方の主表面に集積回路として形成さ
    れたテスト回路と、 前記半導体基板の一方の主表面に形成され、前記テスト
    回路に接続されたプローブ用の複数の突起電極と、 前記半導体基板の一方の主表面に形成され、前記テスト
    回路に接続された複数の端子電極層と、 前記半導体基板を貫通して形成され、前記複数の端子電
    極層を前記半導体基板の他方の主表面にそれぞれ導出す
    る複数の配線とを備えた ICテスタ用プローブカード。
  2. 【請求項2】前記カード本体を支持するための支持基板
    を更に備え、前記支持基板の一方の主表面が前記半導体
    基板の他方の主表面に重なるように前記支持基板及び前
    記半導体基板を対向配置すると共に前記支持基板の一方
    の主表面に形成された複数の配線層に対して前記半導体
    基板の他方の主表面に導出された複数の配線をそれぞれ
    半田層を介して接続した請求項1記載のICテスタ用プ
    ローブカード。
  3. 【請求項3】 半導体基板からなるカード本体と、 前記半導体基板の一方の主表面に形成されたプローブ用
    の複数の突起電極と、 前記半導体基板の他方の主表面に集積回路として形成さ
    れたテスト回路と、 前記半導体基板の他方の主表面に形成され、前記テスト
    回路に接続された複数の端子電極層と、 前記半導体基板を貫通して形成され、前記複数の突起電
    極を前記テスト回路にそれぞれ接続する複数の配線とを
    備えたICテスタ用プローブカード。
  4. 【請求項4】前記カード本体を支持するための支持基板
    を更に備え、前記支持基板の一方の主表面が前記半導体
    基板の他方の主表面に重なるように前記支持基板及び前
    記半導体基板を対向配置すると共に前記支持基板の一方
    の主表面に形 成された複数の配線層に対して前記半導体
    基板の他方の主表面に形成された複数の端子電極層をそ
    れぞれ半田層を介して接続した請求項3記載のICテス
    タ用プローブカード。
  5. 【請求項5】 半導体基板からなるカード本体と、 前記半導体基板の一方の主表面に集積回路として形成さ
    れたテスト回路と、 前記半導体基板の一方の主表面に形成され、前記テスト
    回路に接続されたプローブ用の複数の突起電極と、 前記半導体基板の端面に終端するように前記半導体基板
    の一方の主表面に形成され、前記テスト回路に接続され
    た複数の端子電極層と、 前記カード本体を支持するための支持基板であって、一
    方の主表面に形成された凹部の底面に前記半導体基板の
    他方の主表面が装着されたものと、 前記支持基板の凹部に内部から外部へ延長するように形
    成され、前記半導体基板の端面側で前記複数の端子電極
    層にそれぞれ接続された複数の配線層とを備えたICテ
    スタ用プローブカード。
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