JP3962628B2 - プローブカード、半導体試験システム及びプローブの接触方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置あるいはその他の基板に対し通電試験を行う際に使用するプローブカード、及びそれを用いた半導体試験システム、プローブの接触方法に関するものである。
【０００２】
半導体装置の製造工程中に行われるウェハ試験では、ウェハ基板上に形成された半導体装置の多数のパッドにそれぞれプローブを接触させ、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて種々の特性を測定する通電試験が行われる。近年の半導体製造技術の進歩により、半導体基板上に形成される回路は益々大規模化され、パッド数も増大している。そして、このようなパッドに対し確実にプローブを接触させることが必要となっている。
【０００３】
【従来の技術】
ウェハ試験におけるプロービングテストでは、プローブカードに多数設けられるプローブをウェハ基板上に形成されたパッドに所定の針圧で当接させ、その状態で試験装置にあらかじめ設定されているプログラムに基づいて、通電試験が行われる。
【０００４】
パッドにプローブを接触させるには、図１３（ａ）に示すように、ウェハ基板１上に形成されたパッド２にプローブ３の先端を当接させ、この状態で図１３（ｂ）に示すようにウェハ基板１をプロービング装置で上方へ距離Ａを持ち上げる。すると、プローブ３の先端がパッド２に押圧されて、接触する状態となる。
【０００５】
近年の半導体製造技術の進歩により、ウェハ上の１つのチップに搭載される回路数は増加の一途をたどり、パッド数の増大及びパッド面積の縮小化が進んでいる。また、プロービングテストに要する時間の短縮を図るために、複数のチップに対しプロービングテストを並行して行う必要も生じている。
【０００６】
従って、プローブカードには６００ピン〜８００ピンあるいは１０００ピンを越えるプローブが設けられ、その各プローブ間の間隔も益々狭小化されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなプローブカードでは、プローブ数の増大にともなってプローブの針元部分が階層化されている。従って、プローブ３の先端部分の高さが不揃いとなりやすく、またパッド２に対する各プローブ３の進入角αも浅くなっている。
【０００８】
このような状況において、各プローブ３をパッド２に確実に接触させるには、図１３（ｂ）においてウェハ基板１を持ち上げる距離Ａを十分に確保する必要がある。
【０００９】
ところが、距離Ａを十分に確保すると、ウェハ基板１を上方に持ち上げるにつれてプローブ３の先端はパッド２に食い込み、かつ図１３（ｂ）に示す矢印Ｂ方向にスライドする。すると、パッド２の表面がプローブ３の先端により削り取られ、パッド２上には図１４に示すような凹部４が形成されるとともに、プローブ３の先端部にはパッド２の削り屑が付着する。
【００１０】
近年の薄膜構造のパッドでは、プローブ３の先端部がパッド２に食い込みながら滑るとき、パッド２の下層まで達することがあり、プローブ３の先端にはＡｌ、Ａｕ、Ｎｉ等の削り屑が付着する。
【００１１】
従って、このようプロービング装置により、多数の被試験デバイスのパッド２にプローブ３を繰り返し当接させると、プローブ３の先端にパッド２及びパッド２の下層の削り屑が堆積し、接触不良が発生する。
【００１２】
また、被試験デバイスの高集積化、多機能化に基づいて、試験内容が複雑化し、試験作業が多工程にわたる場合には、プローブを同一パッドに繰り返し接触させる必要がある。
【００１３】
このような場合には、パッド２がプローブ３により繰り返し削り取られ、パッド２上に形成される凹部４の面積が拡大する。すると、ボンディング工程において、ボンディングワイヤの接着不良が生じやすくなる。
【００１４】
特開平１１−１４２４３７号では、ガイド板に設けたガイド穴でプローブ針を案内することにより、プローブ針の位置決め精度を向上させる構成が開示されている。
【００１５】
しかし、このような構成では針圧を適正に調整することが困難であるとともに、ガイド穴の精度を十分に確保するために、プロービング装置のコストが上昇するという問題点がある。
【００１６】
特開２０００−３２７４０２号では、プローブを案内する案内部品を微細な機械加工を施し得る材料で形成することにより、プローブとパッドとの接触位置の精度を向上させる構成が開示されている。
【００１７】
しかし、案内部品を特殊な材料で形成することは、プロービング装置のコストを上昇させるという問題点がある。
特開２０００−１０８７０８号では、パッドに対するプローブの滑り量を削減して、プローブとパッドとの接触位置の精度を向上させる構成が開示されている。
【００１８】
しかし、ガイドの加工精度を確保するためにコストが上昇するとともに、プローブは先端に向かって徐々に細くなる構成であるので、十分な針圧を確保し難く、接触不良が発生するという問題点がある。
【００１９】
この発明の目的は、プローブをパッドに確実に接触可能としながら、コストの上昇を抑制し得るプローブカード、及びそれを用いた半導体試験システム、プローブの接触方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
図１に示すプローブカードは、プローブカード基板１１に多数のプローブ１３が設けられ、前記プローブ１３を被接触体に接触させながらスライドさせて、該プローブ１３を前記被接触体に接触させる。前記プローブカード基板１１には、前記プローブ１３のスライド方向にのみ位置して、該プローブ１３のスライドを規制するストッパー１４が設けられる。
【００２１】
また、前記ストッパー１４は、前記プローブカード基板１１の中央部に設けられ、前記プローブ１３は前記プローブカード基板１１の周囲から前記プローブカード基板１１の中央部に向かってそれぞれ延設されて、前記被接触体との接触に基づいて前記プローブカード基板１１の中央部方向にスライドして、ストッパー１４に当接する。
【００２２】
また、図１１に示すように、グランドピンとなるプローブが当接する前記ストッパーの当接部には、グランド電極が形成される。
【００２３】
図１０に示す半導体試験システムは、プローバ装置２１と試験装置２３を備える。プローバ装置２１は、プローブカード２７を用い、ウェハ基板１のパッドにプローブ１３を接触させる。試験装置２３は、ウェハ基板１の通電試験を行うための試験信号を生成してプローブ１３に供給する。
【００２４】
また、プローブカード２７におけるストッパー１４は、該ストッパー１４とプローブ１３との接触を検知する手段（電極３１）を備える。
図１のプローブカードにおいて、プローブカード基板１１の周囲から該プローブカード基板１１の中央部に向かって延設されるプローブ１３を被接触体に接触させながら、該プローブ１３をプローブカード基板１１の中央部に向かってスライドさせる。そのプローブ１３がストッパー１４に当接することによりプローブ１３のスライド量が規制される。
【００２６】
図１０のプローブカード２７はプローバ装置２１に装着され、該プローバ装置２１のステージ２５が移動される。これにより、該ステージ２５上に載置されたウェハ基板１のパッドとプローブ１３とが接触される。その後、プローブ１３とストッパー１４との接触が検知され、そのときのステージ２５のオーバドライブ量が算出され、該オーバドライブ量に基づいて該ステージ２５の移動量が調整される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第一の実施の形態）
図１〜図４は、この発明を具体化したプローブカードの第一の実施の形態を示す。プローブカード基板１１は絶縁性を備えた材質で円板状に形成され、中央部に四角形状の開口部１２が形成されている。
【００２８】
前記開口部１２の周囲には、複数の配線（図示しない）が形成され、その配線は、基板周囲に形成されたランド（図示しない）を介して試験装置に接続可能となっている。
【００２９】
前記プローブカード基板１１の下面において、前記開口部１２の周囲には、多数のプローブ１３が配設されている。前記プローブ１３は、タングステン、ＢｅＣｕ等の材質で形成され、その基端部が前記開口部１２の四辺に沿ってプローブカード基板１１に支持されるとともに、前記配線に接続されている。
【００３０】
前記プローブ１３は、開口部１２の中心部に向かって進入角αで斜め下方に延設され、その先端部はパッド（被接触体）に対し進入角がさらに大きくなるように、さらに下方に向かって屈曲されている。
【００３１】
また、プローブ１３のピン数の増大及び狭ピッチ化により、各プローブ１３の基端部はプローブカード基板１１に対し上下方向に階層状に支持され、先端部は図７に示すように直線状に配置される場合、あるいは図８に示すようにプローブ１３の突出位置を交互に変化させる場合がある。
【００３２】
前記開口部１２にはストッパー１４が取着される。前記ストッパー１４は、前記開口部１２内に挿入可能に形成され、その上部に前記開口部１２より大きな面積を有する取付片１５が形成され、アルミナセラミクス等の絶縁材で構成される。
【００３３】
そして、図３に示すように、ストッパー１４が開口部１２内に挿通された状態で取付片１５がプローブカード基板１１に固定され、この状態ではストッパー１４は前記プローブ１３の先端部間に位置している。プローブ１３の先端とストッパー１４との間隔は、５〜１５μｍに設定される。
【００３４】
各プローブ１３の先端部が直線状に配置されている場合、図７に示すように、ストッパー１４の端面は平面状に形成されている。各プローブ１３の先端が交互に突出する場合、図８に示すように、ストッパー１４の端面には一つおきのプローブ１３に対し凹部１６が形成されて凹凸面状に形成され、各プローブ１３とストッパー１４との間隔が等距離となるように設定されている。
【００３５】
次に、上記のように構成されたプローブカードの作用を説明する。
図５（ａ）に示すように、ウェハ基板１上のパッド２にプローブ１３の先端を当接させ、この状態で図５（ｂ）に示すようにウェハ基板１をプローバ装置で上方へ持ち上げる。すると、プローブ１３の先端がパッド２に押圧されて、接触する状態となる。
【００３６】
このとき、ウェハ基板１を上方へ持ち上げるにつれて、プローブ１３の先端はパッド２に食い込み、かつ図５（ｂ）に示す矢印Ｃ方向にわずかにスライドするが、ほどなくストッパー１４に当接してそれ以上のスライドが阻止される。
【００３７】
このとき、パッド２上でのプローブ１３のスライドによりパッド２の表面が削り取られ、図６に示すように凹部１６が形成されるが、プローブ１３がストッパー１４に当接した後は、ウェハ基板１の上方への移動に基づいてプローブ１３の針圧Ｄが確実に増大する。
【００３８】
上記のように構成されたプローブカードでは、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）ウェハ基板１を上方へ持ち上げてパッド２にプローブ１３を当接させるとき、ストッパー１４によりプローブ１３のスライドを規制することができる。従って、プローブ１３とパッド２との接触位置の精度を向上させることができる。
【００３９】
（２）プローブ１３のスライドを規制することができるので、ウェハ基板１の上方への持ち上げ動作に基づいて、針圧Ｄを確実に増大させることができる。従って、パッド２に対するプローブ１３の進入角αを増大させることなく、十分な針圧を確保することができる。
【００４０】
（３）パッド２表面上でのプローブ１３のスライドを抑制することができるので、プローブ１３によるパッド２表面の削り取り量を削減することができる。従って、プローブ１３への削り屑の付着を削減して、プローブ１３とパッドとの接触不良の発生を抑制することができる。
【００４１】
（４）パッド２表面に形成される凹部１６の面積を縮小することができるので、ボンディング工程において、ボンディングワイヤのパッドへの接着不良の発生を防止することができる。
【００４２】
（５）プローブ１３の先端とストッパー１４との間隔は、５〜１５μｍに設定すればよく、厳密な精度を必要としない。従って、ストッパー１４の取り付けによるコストの上昇は僅かであり、（１）〜（４）の作用効果による試験制度の向上及びボンディング工程での不良発生の抑制によるコスト削減効果で補って余りある。
【００４３】
（第二の実施の形態）
図９は、第二の実施の形態を示す。この実施の形態は、プローブ１３の先端部をプローブカード基板１１の外側に向かって屈曲し、同プローブ１３の中間部は合成樹脂で形成されてプローブカード基板１１に取着された支持部材１７に貫通されて、同支持部材１７で支持されている。
【００４４】
そして、支持部材１７の下端において、前記プローブ１３の先端部の外側にストッパー１４が取着されている。
このように構成されたプローブカードでは、プロービング装置でパッド２にプローブ１３の先端を当接させると、ウェハ基板１を上方へ持ち上げるにつれて、プローブ１３の先端はパッド２に食い込み、かつ図９に示す矢印Ｅ方向にわずかにスライドする。そして、ほどなくストッパー１４に当接してそれ以上のスライドが阻止される。
【００４５】
このとき、パッド２上でのプローブ１３のスライドによりパッド２の表面が削り取られ、図６に示すように凹部１６が形成されるが、プローブ１３がストッパー１４に当接した後は、ウェハ基板１の上方への移動に基づいてプローブ１３の針圧が確実に増大する。
【００４６】
上記のように構成されたプローブカードでは、前記第一の実施の形態で得られた作用効果に加えて、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）プローブ１３をパッドに接触させた状態で加熱試験を行う場合、プローブ１３あるいは支持部材１７の熱膨張によりプローブ１３の先端位置が変動しようとする場合にも、ストッパー１４によりその変動を規制することができる。従って、加熱試験中においてもプローブ１３の接触位置及び針圧を安定させることができる。
【００４７】
（第三の実施の形態）
図１０は、本実施の形態における半導体試験システムの概略構成図である。
半導体試験システムは、プローバ装置２１と、テストヘッド２２と、試験装置（テスタ）２３とを備えている。
【００４８】
プローバ装置２１には、ウェハ基板１を載置するためのステージ２５が配設されている。同ステージ２５は、モータ等からなるステージ駆動部２６により上下方向に移動可能に構成されている。また、プローバ装置２１の上部にはプローブカード２７が装着されている。
【００４９】
プローブカード２７は、プローブカード基板１１、プローブ１３、ストッパー１４等により構成される。プローブカード基板１１において、四角形状をなす開口部１２の周囲には複数のパッド（図示しない）形成され、その複数のパッドにテストヘッド２２から延びる複数の接続ピン２２ａが接触されている。これにより、プローブカード２７はテストヘッド２２を介して試験装置２３に接続される。
【００５０】
プローブカード基板１１の下面には、前記開口部１２の周囲に多数のプローブ１３が配設されている。プローブ１３は、その基端部が固定部材２８を用いてプローブカード基板１１に支持され、該プローブカード基板１１に形成されている配線（図示しない）に接続されている。また、プローブ１３は、開口部１２の中心部に向かって斜め下方に延設され、その先端はウェハ基板１のパッド２に対し進入角が大きくなるように下方に向かって屈曲されている。
【００５１】
また、プローブカード基板１１の開口部１２にストッパー１４が取着されている。ストッパー１４は、有底四角筒状をなし、開口端部となるストッパー１４の上部には、外方に向けて延びるつば部２９が設けられている。さらに、そのつば部２９には上方に向けて嵌合部３０が突設されており、同嵌合部３０が前記開口部１２の内側に嵌合されて、ストッパー１４がプローブカード基板１１に固定される。
【００５２】
このように、本実施の形態のプローブカード２７には、前記第一の実施の形態と同様に、プローブカード基板１１の中央部にストッパー１４が配設されている。
【００５３】
本実施の形態において、プローバ装置２１におけるステージ２５が上方に移動すると、先ず、プローブ１３の先端がウェハ基板１におけるパッド２に当接する。さらに、ステージ２５が上方に移動するにつれて、プローブ１３の先端がウェハ基板１のパッド２に食い込み、かつ、プローブカード基板１１の中央部方向にスライドするが、ほどなくストッパー１４に当接する（図５（ｂ）参照）。これにより、プローブ１３のスライドが規制される。
【００５４】
さらに、本実施の形態では、図１０及び図１１に示すように、ストッパー１４において、プローブ１３が当接する位置に、導電材料からなる電極３１が形成されている。また、ストッパー１４の底部には、その電極３１に対して所定電圧を印加又は遮断するリレー３２が設けられている。なお、図１１は、ストッパー１４の底部における拡大断面図である。
【００５５】
図１１に示すように、プローブ１３は、グランドピン１３ｇ、信号ピン１３ｓ、電源ピン１３ｖを有する。ストッパー１４の底部において、信号ピン１３ｓが当接する部位に電極３１が形成され、電源ピン１３ｖが当接する部位及び電極３１の周囲には、樹脂等の絶縁材料からなる絶縁部３３が形成されている。一方、グランドピン１３ｇが当接する部位には、絶縁部３３は形成されていない。ストッパー１４は、その底部を含む全体が導電体材料より構成され、プローブ１３における複数のグランドピン１３ｇは、その底部において絶縁部３３を介すことなく直接接触される。本実施の形態におけるストッパー１４の底部は、プレーナ型のグランド電極３４となっており、プローブカード２７におけるグランドの強化が図られている。
【００５６】
図１２には、本実施形態における半導体試験システムの電気的構成を示す。
試験装置２３は、ステージ制御回路４１、試験信号処理回路４２、リレー制御回路４３、マイクロコンピュータ（マイコン）４４とを備え、各回路４１〜４３はマイコン４４に接続されている。
【００５７】
マイコン４４は、図示しない記憶装置とその記憶装置に記憶されている処理プログラムを実行するＣＰＵ等により構成されている。このマイコン４４は、処理プログラムに従い各回路４１〜４３を動作させることにより半導体試験システムを統括的に制御する。
【００５８】
ステージ制御回路４１は、ステージ２５を移動させるための駆動信号を生成してプローバ装置２１におけるステージ駆動部２６に出力する。この駆動信号に基づいてステージ駆動部２６が駆動してステージ２５が移動する。また、ステージ制御回路４１は、ステージ２５の移動量に対応する信号をステージ駆動部２６から取得し、その時々のステージ２５の位置を判断する。そして、ステージ２５が所定の位置まで移動したとき、ステージ制御回路４１は、ステージ駆動部２６への駆動信号の出力を停止する。ステージ２５の位置に関する情報は、ステージ制御回路４１からマイコン４４に順次取り込まれる。
【００５９】
試験信号処理回路４２は、ウェハ基板１の通電試験を行うための試験信号を生成し、テストヘッド２２、プローブカード基板１１を介してプローブ１３に供給する。その試験信号は、プローブ１３からウェハ基板１のパッド２に入力される。そして、試験信号に応答してウェハ基板１から出力される信号がプローブ１３に取り込まれる。試験信号処理回路４２は、その信号を、プローブカード基板１１、テストヘッド２２を介して取り込み、該信号が試験信号に対応する正常な信号か否かを判定して、その判定結果をマイコン４４に出力する。
【００６０】
リレー制御回路４３は、所定電圧をリレー３２に供給する。また、リレー制御回路４３は、リレー３２を駆動するための駆動信号を生成して該駆動信号をリレー３２に出力する。この駆動信号によりリレー３２がオンされることで、所定電圧がリレー３２を介して電極３１に印加される。
【００６１】
ここで、ストッパー１４とプローブ１３との接触を検知する場合、電極３１にはリレー３２を介して高電位電圧（例えば、５Ｖ）が印加され、信号ピン１３ｓは低電位電圧（例えば、０Ｖ）とされる。なお、信号ピン１３ｓは、試験信号処理回路４２から出力される試験信号により低電位電圧とされる。ここで、プローブ１３がストッパー１４に接触し、信号ピン１３ｓと電極３１とがショートすると、信号ピン１３ｓの電位が低下し、試験信号処理回路４２は、信号ピン１３ｓの電位の異常を判定する。この判定結果が試験信号処理回路４２からマイコン４４に通知され、マイコン４４は、ストッパー１４とプローブ１３の電気的接触を判断することが可能となる。なおここで、電極３１を低電位電圧（０Ｖ）とし、信号ピン１３ｓを高電位電圧（５Ｖ）として、ストッパー１４とプローブ１３の電気的接触を判断してもよい。
【００６２】
次に、上記のように構成した半導体試験システムの作用を説明する。
先ず、マイコン４４は、ステージ制御回路４１から駆動信号を出力させ、その駆動信号に基づいてステージ駆動部２６を駆動する。これにより、ステージ２５が上方に移動し、プローブ１３の先端がウェハ基板１上のパッド２に当接する（図５（ａ）参照）。このとき、図示しないカメラによりプローブ１３の先端およびパッド２が撮影されており、そのカメラの画像データがマイコン４４に取り込まれる。マイコン４４は、その画像データによりプローブ１３がパッド２に当接したことを画像認識する。そして、マイコン４４は、そのときのステージ２５の位置に関する情報をステージ制御回路４１から取得し、そのステージ位置を、オーバドライブ量が「０」である基準位置として設定する。
【００６３】
次いで、マイコン４４は、リレー制御回路４３から駆動信号を出力させることでリレー３２をオンし、同リレー３２を介してストッパー１４の電極３１に高電位電圧を印加する。また、マイコン４４は、試験信号処理回路４２から試験信号を出力させ、それにより、信号ピン１３ｓを低電位電圧（例えば、０Ｖ）とする。
【００６４】
さらに、マイコン４４は、ステージ制御回路４１からの駆動信号によりステージ駆動部２６を駆動し、ステージ２５を上方に移動させる。この移動に伴いプローブ１３の先端がパッド２に押圧されてストッパー１４側（プローブカード基板１１の中心方向）に向けてスライドする。そして、プローブ１３がストッパー１４に接触して、信号ピン１３ｓと電極３１とがショートする。
【００６５】
このショートにより、信号ピン１３ｓの電位が低下するため、試験信号処理回路４２は、信号ピン１３ｓの電位の異常を判定し、その判定結果をマイコン４４に通知する。マイコン４４は、その判定結果により、ストッパー１４とプローブ１３との接触を検知し、さらに、そのときのステージ２５の位置情報をステージ制御回路４１から取得することで、プローブ１３がストッパー１４に接触した地点でのオーバドライブ量を算出する。
【００６６】
マイコン４４は、そのオーバドライブ量に基づいて、的確な針圧を確保することができる最適オーバドライブ量を算出する。ここで、最適オーバドライブ量は、プローブ１３の針圧に加え、プローブ１３とストッパー１４との当接部Ｐ１に加わるストレスを考慮して決定される。
【００６７】
そして、マイコン４４はその最適オーバドライブ量をステージ制御回路４１に入力することで、そのオーバドライブ量に基づいてステージ制御回路４１からステージ駆動部２６に駆動信号が出力される。これにより、ステージ２５が移動されてプローブ１３における的確な針圧が確保される。その後、リレー制御回路４３によりリレー３２がオフされて、ストッパー１４における電極３１への高電位電圧の印加が遮断される。
【００６８】
そして、試験信号処理回路４２から各プローブ１３に試験信号が出力され、ウェハ基板１の各種の特性を測定するための通電試験が実施される。
また一般に、ウェハ基板１には、複数のＩＣチップを構成するための回路が形成されている。そして、プローブカード２７により１つのＩＣチップ毎に通電試験が繰り返し実施される。この場合には、通電試験毎にリレー制御によるオーバドライブ量の調整処理を行う必要はない。具体的には、例えば、ウェハ基板１における最初の通電試験を行う前に１回のみオーバドライブ量の調整処理を行う。このようにすると、オーバドライブ量の調整処理に伴う試験時間の増大を抑制することが可能となる。
【００６９】
本実施の形態に対する従来技術を説明する。
従来、ストッパー１４がないプローブカードを用いる場合には、図１３（ａ）のようにプローブ３の先端とパッド２とを当接させた状態から図１３（ｂ）のようにウェハ基板１を持ち上げる距離（オーバドライブ量）Ａを調整することにより、プローブ３の適切な針圧を確保するようにしていた。具体的には、カメラによりプローブ３の先端およびパッド２が撮影され、画像データに基づいてプローブ３の先端およびパッド２の位置が画像認識される。この画像認識により、プローブ３の先端がパッド２に当接する位置（オーバドライブ量が「０」となる基準位置）が算出され、さらに、パッド２に形成される針跡の大きさ（プローブ３の先端による削り量）に基づいてウェハ基板１を持ち上げる距離（オーバドライブ量）Ａが決定されていた。
【００７０】
ところで、上記第一及び第二の実施の形態のように、プローブカードにストッパー１４を設けることにより、プローブ１３の針圧が増大される。しかし、オーバドライブ量Ａが必要以上に大きくなり、過大な針圧が加わる場合、ストッパー１４によりプローブ１３のスライドが規制されるため、パッド２に形成される針跡の大きさは変化しない。従って、画像認識により、針圧に対応する適切なオーバドライブ量を設定することができなくなる。プローブカードにおいて、過大な針圧が加わる場合には、図５（ｂ）に示すように、プローブ１３とストッパー１４との当接部Ｐ１に加わるストレスが大きくなる。そのため、該プローブ１３が劣化してプローブ１３の寿命が短くなるといった問題が生じてしまう。
【００７１】
因みに、特開平９−１１９９６１号では、ウェハ基板におけるパッドとプローブの先端との接触位置を求め、オーバドライブ量を自動で制御する技術が開示されている。しかし、その技術は、ストッパー１４を設けたプローブカードに対応するものではなく、適切なオーバドライブ量を設定することができない。
【００７２】
従って、本実施の形態では、従来例に比べ、ストッパー１４を設けたプローブカードを用いる半導体試験システムにおいて、過大な針圧が加わることを防止するためにオーバドライブ量の調整処理を行うことができる。
【００７３】
上記のように構成された半導体試験システムでは、前記第一の実施の形態で得られた作用効果に加えて、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）プローブ１３とストッパー１４との接触を検知し、その検知結果に基づいて、最適オーバドライブ量を算出するようにしたので、プローブ１３とストッパー１４との当接部Ｐ１に過大なストレスが加わることを回避でき、プローブ１３の寿命を向上することができる。
【００７４】
（２）ストッパー１４の底部にプレーナ型のグランド電極３４を形成したので、プローブカード２７におけるグランドの強化を図ることができる。また、このグランドの強化により、プローブカード２７の耐ノイズ性を高めることができ、試験、評価の品質を向上できる。
【００７５】
上記各実施の形態は、次に示すように変更することもできる。
・第一及び第三の実施の形態において、ストッパー１４は多数のパッド２及びプローブ１３の先端部のレイアウトに合わせて、四角形以外の任意の多角形、あるいは円形等としてもよい。
【００７６】
・上記第三の実施の形態において、プローブ１３の信号ピン１３ｓとストッパー１４の電極３１とをショートさせることで、プローブ１３とストッパー１４との接触を判断する構成であったが、これに限定されるものではない。プローブ１３のグランドピン１３ｇや電源ピン１３ｖをショートさせることにより、プローブ１３とストッパー１４との接触を判断してもよい。例えば、プローブ１３のグランドピン１３ｇによりプローブ１３とストッパー１４との接触を判断する場合、ストッパー１４の底部におけるプレーナ型のグランド電極３４にリレー３２を介して所定電圧を印加するように構成する。また、ストッパー１４において、プローブ１３の信号ピン１３ｓおよび電源ピン１３ｖが当接する位置には絶縁部を形成することで、信号ピン１３ｓ及び電源ピン１３ｖがストッパー１４のグランド電極３４との接触を防ぐ。このようにしても、プローブ１３とストッパー１４との接触を検知することができ、最適なオーバドライブ量を算出できる。
【００７７】
・第一及び第二の実施の形態に示すストッパー１４を用いて半導体試験システムを構成する場合、ストッパー１４には電極３１やリレー３２が設けられていないため、試験装置２３におけるリレー制御回路４３を省略して具体化する。なおこの場合、予め決められたオーバードライブ量に基づいて、ステージ制御回路４１からステージ駆動部２６に駆動信号が出力され、ステージ２５が固定の位置で停止される。
【００７８】
・第三の実施の形態において、信号ピン１３ｓの電位の異常を試験信号処理回路４２にて判定することで、プローブ１３とストッパー１４との当接を判断するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、ストッパー１４の電極３１とプローブ１３の信号ピン１３ｓとがショートする際にリレー３２に流れる電流を検知することで、プローブ１３とストッパー１４との当接を判断してもよい。
【００７９】
以上の様々な実施の形態をまとめると、以下のようになる。
（付記１）プローブカード基板に多数のプローブを設け、前記プローブを被接触体に接触させながらスライドさせるプローブカードであって、
前記プローブカード基板には、前記プローブのスライド方向に位置して、該プローブのスライドを規制するストッパーを設けたことを特徴とするプローブカード。
（付記２）前記プローブは、前記プローブカード基板の周囲から該プローブカード基板の中央部に向かってそれぞれ延設され、該プローブを前記プローブカード基板の中央部方向にスライドさせることを特徴とする付記１記載のプローブカード。
（付記３）前記プローブカード基板の中央部に前記ストッパーを設けたことを特徴とする付記２記載のプローブカード。
（付記４）前記プローブは、前記プローブカード基板の周囲から該プローブカード基板の中央部に向かって延設されるとともに、前記プローブの先端部をプローブカード基板の周囲部に向かって屈曲させて、該プローブを前記プローブカード基板の周囲部方向にスライドさせることを特徴とする付記１記載のプローブカード。
（付記５）前記ストッパーは、支持部材を介して前記プローブカード基板に取着されていることを特徴とする付記４記載のプローブカード。
（付記６）前記ストッパーには、前記各プローブの先端部との距離を均等にする凹凸面を形成したことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載のプローブカード。
（付記７）前記プローブカード基板の中央部に開口部を設け、前記ストッパーを前記開口部に取着し、前記プローブの先端部を前記ストッパーの外側面に沿って配設したことを特徴とする付記２，３または６のいずれかに記載のプローブカード。
（付記８）前記プローブの中間部を前記プローブカード基板に支持された支持部材で支持し、前記支持部材の下端に前記ストッパーを取着したことを特徴とする付記５記載のプローブカード。
（付記９）付記１乃至８のいずれかに記載のプローブカードを用い、前記被接触体としてのウェハ基板のパッドに前記プローブを接触させるプローバ装置と、前記ウェハ基板の通電試験を行うための試験信号を生成して前記プローブに供給する試験装置とからなることを特徴とする半導体試験システム。
（付記１０）前記ストッパーと前記プローブとの接触を検知する手段を備えたことを特徴とする付記９記載の半導体試験システム。
（付記１１）前記ストッパーには、リレーを介して所定電圧を印加する電極を設け、該電極と前記プローブとをショートさせることにより、前記ストッパーと前記プローブとの接触を検知することを特徴とする付記９記載の半導体試験システム。
（付記１２）前記プローバ装置は、前記ウェハ基板を載置して前記プローブに接触させるべく移動するステージを備え、
前記電極と前記プローブとがショートしたときの前記ステージの位置に基づいて、オーバドライブ量を調整することを特徴とする付記１１記載の半導体試験システム。
（付記１３）前記試験装置は、前記リレーをオンまたはオフに制御するための回路と、前記ステージの移動量を制御するための回路とを備えることを特徴とする付記１２記載の半導体試験システム。
（付記１４）プローブカード基板の周囲から該プローブカード基板の中央部に向かって延設されるプローブを被接触体に接触させながら、該プローブを前記プローブカード基板の中央部に向かってスライドさせ、ストッパーにより前記プローブのスライド量を規制することを特徴とするプローブの接触方法。
（付記１５）プローブカード基板の周囲から該プローブカード基板の中央部に向かって延設されるとともに、先端部がプローブカード基板の周囲部に向かって屈曲されたプローブを被接触体に接触させながら、該プローブを前記プローブカード基板の周囲部に向かってスライドさせ、ストッパーにより前記プローブのスライド量を規制することを特徴とするプローブの接触方法。
（付記１６）付記１乃至８のいずれかに記載のプローブカードをプローバ装置に装着し、該プローバ装置のステージを移動させることにより、該ステージ上に載置されたウェハ基板のパッドと前記プローブとを接触させるプローブの接触方法において、
前記プローブとストッパーとの接触を検知し、そのときの前記ステージの位置に基づいて該ステージの移動量を調整することを特徴とするプローブの接触方法。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明はプローブをパッドに確実に接触可能としながら、コストの上昇を抑制し得るプローブカード、及びそれを用いた半導体試験システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一の実施の形態のプローブカードを示す側面図である。
【図２】 第一の実施の形態のプローブカードを示す分解斜視図である。
【図３】 第一の実施の形態のプローブカードを示す斜視図である。
【図４】 第一の実施の形態のプローブカードを示す底面図である。
【図５】 第一の実施の形態のプローブカードの動作を示す説明図である。
【図６】 パッドに形成される凹部を示す平面図である。
【図７】 プローブの配置を示す説明図である。
【図８】 プローブの配置を示す説明図である。
【図９】 第二の実施の形態のプローブカードを示す側面図である。
【図１０】 第三の実施の形態の半導体試験システムを示す概略構成図である。
【図１１】 ストッパーの拡大断面図である。
【図１２】 半導体試験システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図１３】 従来のプローブカードの動作を示す説明図である。
【図１４】 パッドに形成される凹部の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ プローブカード基板
１３ プローブ
１４ ストッパー
２１ プローバ装置
２２ 試験装置
２５ ステージ
２７ プローブカード

Claims (6)

1. プローブカード基板に多数のプローブを設け、前記プローブを被接触体に接触させながらスライドさせるプローブカードであって、
   前記プローブは、前記プローブカード基板の周囲から該プローブカード基板の中央部に向かってそれぞれ延設され、前記プローブカード基板の中央部方向にスライドされて、
   前記プローブカード基板の中央部には、前記プローブのスライド方向に位置して、該プローブのスライドを規制するストッパーが設けられ、
   前記ストッパーは、前記プローブのうち、グランドピンとなるプローブが当接する当接部にグランド電極が形成されることを特徴とするプローブカード。
2. 前記ストッパーには、前記各プローブの先端部との距離を均等にする凹凸面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 請求項１又は２に記載のプローブカードを用い、
   前記被接触体としてのウェハ基板のパッドに前記プローブを接触させるプローバ装置と、
   前記ウェハ基板の通電試験を行うための試験信号を生成して前記プローブに供給する試験装置と、
   前記ストッパーと前記プローブとの接触を検知する手段と、
   前記ストッパーと前記プローブとが接触したときのオーバドライブ量を算出する手段と、
   前記オーバドライブ量に基づいて前記プローバ装置の移動量を調整する手段とを備えたことを特徴とする半導体試験システム。
4. 前記プローブの針圧及び前記プローブと前記ストッパーとの当接部に加わるストレスを考慮して、前記オーバドライブ量に基づいて最適オーバドライブ量を算出することを特徴とする請求項３に記載の半導体試験システム。
5. 請求項１又は２に記載のプローブカードをプローバ装置に装着し、該プローバ装置のステージを移動させることにより、該ステージ上に載置されたウェハ基板のパッドと前記プローブとを接触させるプローブの接触方法において、
   前記プローブとストッパーとの接触を検知し、そのときの前記ステージのオーバドライブ量を算出し、該オーバドライブ量に基づいて前記ステージの移動量を調整することを特徴とするプローブの接触方法。
6. 前記プローブの針圧及び前記プローブと前記ストッパーとの当接部に加わるストレスを考慮して、前記オーバドライブ量に基づいて最適オーバドライブ量を算出することを特徴とする請求項５に記載のプローブの接触方法。

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