JPH01120838A - プロープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明はプローブに関し、特にウェハの形態の集積回路
のための複数の伝送線を具えたプローブに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕集積回
路チップの製造において重要なことは、チップの形で実
現している回路が仕様に基づいて作動するかどうかを試
験することである。チップがパッケージに収められてか
らでも回路の試験をすることは可能であるが、ウェハを
さいの目に切断し、夫々のチップをパッケージに収める
コストを考慮すると、製造工程のなるべく早い段階で集
積回路を試験してしまうことが望ましく、こうすること
で不良品に対してむだな費用をかけなくてすむ。従って
ウェハの製造が完了した直後に回路の試験を行うのが良
く、さいの目に切断する前か後であってパッケージ後で
はない。いずれの場合でも、後に続くパッケージングと
接続工程に悪影響を与えないように、非破壊的な方法で
回路の外部接続端子とテストポイントの全点に電気的に
接触することができなければならない。

集積回路は設計上の使用条件と設計上の性能の限界条件
との両方で試験されることが望ましい。

特に典型的な高速集積回路は、入力信号と出力信号の帯
域がＩＧＨｚを超えて使用されるように設計されている
ので、回路の動作を評価するにあたっては、このような
高周波で行われることが望ましい。

高速ウェハプローブは１９８１年１１月４日に出願され
た米国特許出願第３１８０８４号に開示されている。こ
の特許出願に開示されているプローブの実施例は約１８
Ｇ・Ｈｚの信号帯域の使用に耐えられるが、被試験チッ
プに対する接点の数は僅か数個（１０個未満）である。

現在製造されているもので複雑な集積回路に対して充分
な数の接点を提供できるプローブは、その性能の限界条
件で高速回路を試験するには帯域が不充分である。

表面に金属の導電路が被着したエラストマ体からなるプ
ローブを用いて集積回路を試験することは以ＩＳＦ　’
ｌ）ら提案されてきた。このプローブにはいくつかの欠
点がある。例えばこのプローブは周波数が約２００から
３００メガヘルツを超えると信号のゆがみが重大になら
ざるをえない。しかもエラストマ体と金属の導電路の弾
性が大きく異なるので機械的安定性に乏しい。

そこで本発明の目的は、高い信号周波数での使用を可能
にし、かつ集積回路にたいして充分な数の接点を提供し
つ゛つ機械的安定性に富んだ、ウェハの形態の集積回路
のための複数の伝送線を具えたプローブを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明による集
積回路チップの試験に用いられるプローブは、開口が設
けられた支持基板と弾性変形可能な膜部ｒオとを具えて
いる。この膜部材には第１と第２の主面があり、その一
方の主面が支持基板に接して取り付けられ、開口を覆っ
ている。

この膜部材は、誘電材料二この誘電材料に支持され絶縁
関係に保たれている導電材料とから成りたっている。膜
部材の第１主面には、集積回路チップの接触部の接触領
域の配置パターンに対応した配置パターンで、内側接触
部が露出している。この内側接触部は集積回路チップの
接触部と対応して接触し、両者の間で電気的結合が行わ
れる。膜部材の導電材料は、これの外周部に出力用の接
続部が配置されていて、伝送線がこの内側接触部から外
側接続部へと夫々延びている。支持基板は誘電材料と、
これに支持され絶ｔｉ関係に保たれている導電材料とを
具え、膜部材の外側接続部と試験装置との間を電気的に
結合するための伝送線を含んでいる。

〔実施例〕

第１図は本発明に基づくプローブの断面図、第２図、第
３図は第１図に示すプローブの部分拡大図、第４図は第
１図のプローブを採用したＶＬＳ■試験装置を示した図
、第５図は第１図に示したプローブの膜部材の底面図、
第６図は第１図のプローブの支持基板の上面図である。

第１図から第６図に示すプローブは、支持基板（２）と
プローブヘッド（４）とを具えている。

試験される集積回路チップ（８１）を含むウェハ（８０
）はウェハ用支持台（８２）に載せられ、プローブヘッ
ド（４）の下方に置いである。このチップにはその上面
にわたって接触部（８４）があって、この接触部は例え
ば接触部（８４ａ）のように接触パッドと同形に作られ
ており、回路のノードに試験的にアクセスできるように
なっている。また接触部（８４ｂ）のような接触突起は
、集積回路がさいの目に切られハイブリッド回路に取り
付けられた場合、回路の７−ドと基板上の導電路とを圧
力接触させる。接触部（８４）が配置されているチップ
の表面はチップの接触面に対応する。

支持基板は円形であり、中央に開口（２０）があり、こ
の開口（２０）の周辺部と支持基板（２）の外周部との
間を延びる伝送＆（２２）を支持基板の下面に具えてい
る。伝送線（２２）は内側接続部（２６）を形成すべく
支持基板の下面の開口（２０）の周辺において露出して
いる。支持基板の外周部には、伝送線（２２）を支持基
板（２）の上面の外側接続部（２８）に結合する２本の
ビア（１１）がある。支持基板の上面は接地面（２４）
によって覆われており、導電路（２２）と接地面（２４
）との間隔は、各導電路（２２）が個別に一定のインピ
ーダンスを有し、接地面（２４）と共にマイクロストリ
ップ伝送線を形成している。

支持基板（２）はねじ（８）によって機械構体（７）に
固定されている。

テストヘッド（５）は、集積回路の動作を試験するため
の試験信号を発生すると共に、集積回路が発生した出力
信号をモニタするための駆動回路を具えている（第４図
）。試験信号と集積回路の出力信号は、テストヘッド（
５）と支持基板（２）上の接続部（２８）との間を、テ
ストへラド（５〉の下面から下方に突出しているばね偏
涛された接触ピン（６）を介して伝達する。

プローブヘッド（４）は、ポリイミドのような弾性変形
可能で透明な誘電材料のフィルム（１２）を具えている
。導電材料のパターンは、標準的なホトリソグラフィ印
刷とＪツチングの技術を用いてフィルム（１２）上に形
成する。導電材料によるパターンはフィルム（１２）下
面の導電路（１４）とフィルム上面の接地面（１６）で
あり、接地面（１６）はフィルム（１２）の中央部（１
５）の上方に開口（１７）を有する。開口（１７）は、
膜部材の上方からチップの接触面を観察しやすくする。

導電路（１４）はフィルム（１２）の中央部（１５）か
らフィルム（１２）の周辺部にかけて延びている。中央
部（１５）近傍の導電路（１４）の端部に、接触パッド
（１８ａ）と接触突起（１８ｂ）の形をとる接触部（１
８）が設けられており、膜部材の外周部近傍の導電路の
端部には接続ｆｌ　（１９）が設けられてる。フィルム
（１２）の外周部における接続部（１９）と支持基板（
２）上の接続部（２６）とは、好適にはリボンコネクタ
（２１）によって電気的に接続されている。支持基板（
２）を貫通するビア（３６）は接地面（１６）を接地面
（２４）に接続する。プローブヘッドが使用されている
ときは、導電路（１４）と接地面（１６）は共に、接触
部（１８）から接触部（１９）まで延びる特性インピー
ダンスが一定なマイクロストリップ伝送線を形成する。

異なったメツキ槽を用いる事によって異なった金属を導
電路（１４）及び接触部に用いても良い。導電路（１４
）は、好適には金でつくるが、接触部（１８）は好適に
はパラジウムでつくる。場合によっては接触パッド（１
８ａ）及び接触突起（１８ｂ）はニッケルで作る。これ
は導電性はあるが、金よりも摩耗しにくい。

フィルム（１２）の下面上の接触部（１８）の配置は、
チップ（８１）の接触面における接触部（８４）の配置
と対応している。さらにチップ（８１）の接触面上の接
触部（８４）が接触部（８４ｂ）のような突起のときは
、フィルム（１２）上の対応する接触部は（１８ａ’）
が示すようなパッドである。同様にチップ（１８）の接
触面上の接触ＩＢ　（８４ａ）が図示するようなパッド
のときは、フィルム（１２）の対応する接触部は（１８
ｂ＞が示すような突起である。フィルム（１２）は、支
持基板（２）の下面に取り付けられ、接触部（１８）が
ウェハ（８０）に向かって下方に突出するように開口（
２０）を覆う。従って接触部（１８）は、チップ（８１
）の対応する接触部（８４）と導電性圧力接触をするこ
とが可能である。

プローブヘッド（４）は更に中央部に柔軟性光部材（３
０）を含み、これがフィルム（１２）の中央領域（１５
）上方に位置している。またこの柔軟性光部材（３０）
の頂部中央には剛体光部材（３２）がある。柔軟性光部
材（３０）と剛体光部材（３２）はフィルム（１２）に
圧力をおよぼし、接触部（１８）がフィルム（１２）の
下面及び支持基板（２）を超えて下方に延び、フィルム
（１２）の他の部分または支持基板（２）がウェハ（８
０）と接触しないようにしながろ、接触部（１８）がチ
ップ（８１）の接触領域（８４）に接するようにしてい
る。チップ（８１）の接触部（８４）が接触部（１８）
のＬころへ持ってこられるにつれて、柔軟性光部材（３
０）は接触部（１８）に対して圧力をおよぼし、接触部
（１８）の上方への動きを弾性的に制限する。接触部（
１８）への圧力は、接触部（１８）と被試験チップの接
触部との間で良好な電気的結合を確実なものとする。

フィルム（１２）及び光部材（３０）の柔軟性により、
圧力接触をしてもウェハを損なうことなく、また接触部
（１８）及びチップ（８１）の接触部（８４）の垂直寸
法のばらつきに起因するプローブヘッドと選択されたチ
ップとの間の点接触のばらつきを補償する。

フィルム（１２）、光部材（３０）、（３２）の透明性
は、接地面〈１６）の開口（１７）と同様に、接触部（
１８）の位置をウェハ（８０）のうちの選択されたチッ
プの適当な接触部の真上に、位置決装置（図示せず〉に
よって顕微鏡（５４）をＸ−Ｙ平面（水平）に関して位
置決めする作業を容易にする。垂直位置決め機構は、プ
ローブ組立体とウェハ支持台（８２）との間で相対的な
垂直運動を行い、接触部（１８）と選択されたチップの
適当な接触部（８１）との間で圧力接触させるしくみに
なっている。選択されたチップが試験されたときは、垂
直方向と水平方向の位置決め機構はウェハ支持台を自動
的に動かし、プローブヘッドに対して次に試験するチッ
プを移動させ、そのチップが試験される。

図示するプローブ組立体では、プローブヘッドの伝送線
の特性インピーダンスは支持基板の伝送線の特性インピ
ーダンスと整合させてあり、チップの接触部と試験装置
との間の特性インピーダンスの信号に対する忠実度を高
くしである。

〔発明の効果〕

図示したプローブ組立体は、既知のプローブ組立体に対
していくつかの利点を有している。例えば、単一の集積
回路チップに数百の高忠実度接続点を設けることは難し
く無く可能である。このプローブヘッドそれ自身は安価
で、しかも容易に交換が可能であり、従来の製法て製造
可能である。

さ）にプローブヘッドは、被試験チップとの接触をつう
じて容易に損なわれることはなく、またチップを損なう
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくプローブの断面図、第２１ｆｆ
ｌ、第３図は第１図に示すプローブの部分拡大図、第４
図は第１図に示すプローブを用いたＶＬＳＩテストシス
テムの断面図、第５図は第１図に示すプローブに用いら
れている膜部材の底面図、第６、図は第１図に示すプロ
ーブのに用いられている支持基板の平面図である。 これらの図において、（２）は支持基板、（１２）は膜
部材、（１６）は接地面、（２２）は導電路、（１８ａ
）、（８４ａ）は接触パッド、（８４，ｂ）は接触突起
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハの集積回路チップの接触部に接触して試験を
   行うプローブにおいて、 開口を有し、該開口の周りに接続部が配置され、該接続
   部から延びる伝送線が設けられた支持基板と、 該支持基板の上記開口を覆うように上記支持基板に取り
   付けられ、被試験集積回路チップ側主面には、上記集積
   回路の接触部と対応して接触する内側接触部、周辺部に
   配置された外側接続部、上記内側接触部から上記外側接
   続部へ向かって延びる導電路、を有する膜部材とを具え
   、上記支持基板の開口のまわりに配置された接続部は、
   上記膜部材の外側接続部と電気的に接続していることを
   特徴とするプローブ。 ２、上記膜部材の上記被試験集積回路チップ側主面と対
   向する主面には、導電材料による接地面が設けられ、上
   記導電路と上記接地面とで定インピーダンス伝送線を形
   成することを特徴とする請求項１のプローブ。