JPH01313952A - プローブカードとこれを用いた位置合せ方法 - 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〕 本発明は半導体チップ上に形成された集積回路の電気特
性の検査に使用するプローブカードと、プローブカード
と半導体チップとの位置合せをする方法に関する。

〔従来技術〕

半導体集積回路、いわゆる、ＩＣ，ＬＳＩ等を作成する
際、一般的には、半導体基板に種々のプロセス工程を施
し、複数の集積回路をその上に形成し、これらを分割し
ている。そして、この分割の前に、形成された集積回路
の電気特性をいわゆるブローμという装置を用い検査し
ている。そしてこのブローμは、集積回路の外部端子と
なるボンディングパッドに探針（プローブ）を当接させ
、このプローブを介して電圧等を印加又は検知し、集積
回路の電気特性を検査している。

プローブはプローブカードと呼ばれるプレート状の部材
にその基端が固定され、プローブの自由端間の位置関係
は、検査すべき半導体チップ上のボンディングパッドに
当接できるように予め配設されている。そして、このプ
ローブカードを集積回路が形成された半導体基板上に移
動し、下降させ、各プローブを対応するボンディングパ
ッドに当接させて、集積回路の電気特性を測定している
。

この状態を第８図を用いて説明する。

第８図はプローブカード５が半導体チップ２上に配置さ
れた状態を示している。この図では、プローブカードを
保持する部材や、電気特性を検査する装置については省
略しである。この図において、プローブカード５には、
図示のごとく測定用プローブ４が固定されている。半導
体チップ２には、その上に形成された集積回路２ａ（−
点鎖線で囲まれた部分）の外部端子となるボンディング
パッド３が形成されている。そして、検査作業者は、プ
ローブカード４のプローブ４の先端をボンディングパッ
ドから離した状態で、矢印入方向より実体顕微鏡を覗き
ながらプローブカード５の全てのプローブ４の先端が対
応するボンディングパッド３の位置に一致するようにプ
ローブカードの位置調整をする。第９図に矢印Ａ方向よ
り見た実体顕微鏡の視野を示す。位置調整完了後、プロ
ーブカード５を下方に下げ、ボンディングパッド３とプ
ローブ４の先端を当接させて、集積回路の電気特性を検
査していた。

〔発明の解決しようとする課題〕

検査作業者は実体顕微鏡を覗きプローブ及びこれに当接
すべきボンディングパッドを拡大した状態で観察しなが
ら位置合せを行っているが、プローブ４の先端の太さ（
直径約５０μｍ程度である）がボンディングパッド３の
大きさ（約８０〜１００μｍ四方）に近いため、ボンデ
ィングパッド３がプローブ４の先端により隠され位置合
せが難しく、又、位置合せすべき部分の数が多く、全て
のプローブに対して対応するボンディングパッド３を正
確に位置合せすることが難しい。

また、プローブとボンディングパッドとを当接させるた
めにプローブカードを下降させる際、プローブの先端が
ボンディングパッドに接触させた状態よりさらに下降さ
せ、いわゆるオーバライドさせ、電気的接続状態を確実
にしておく必要がある。このようにして、全てのプロー
ブが対応するボンディングパッドに確実に当接しオーバ
ライドするようにプローブカードの位置を予め予測して
位置合せすることは更に難しい。

もし、プローブカードの位置合せが正確に行なわれない
と、一部のプローブが対応するボンディングパッドに当
接しなかったり、オーバライドさせたことにより、ボン
ディングパッドから外れてしまったりする。この様な状
態では、半導体チップ上の集積回路の電気特性を検査す
ることができず、たとえ、その集積回路が正常な機能を
有していたとしても、不良であると判断され、集積回路
の製品歩留まりを下げてしまう結果となる。

本発明は上記問題点を解決し、測定用プローブを半導体
チップに形成された集積回路のボンディングパッドに正
確に当接できるように位置合せできるプローブカードを
提供することを目的とする。

また、本発明は上記プローブカードを使用して、正確に
半導体チップとプローブカードとの位置合せを行う方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のプローブカードは、プローブボードと、基端が
前記プローブボードに固定され、先端が互いに離隔して
同一平面上に配置された複数本の測定プローブとを有し
、半導体チップ上のボンディングパッドに前記測定プロ
ーブの先端を当接させて半導体基板の半導体チップ上に
形成した回路の電気特性を検査するためのプローブカー
ドであって、前記半導体チップと前記測定プローブとの
間の相対位置関係を示す相対位置指示手段が設けられて
いることを特徴とする。

更に本発明の位置合せ方法は、半導体チップ上に位置合
せ用マークを形成する工程と、プローブボードに形成さ
れた相対位置指示手段を半導体チップ上に形成した位置
合せマーク上に配置する工程と、前記を０対位置指示手
段と位置合せマークとが所定の位置関係になるようにプ
ローブカードを移動させる工程とを含むとを特徴とする
。

〔作用〕

本発明では、プローブとボンディングパッドとの位置合
せのための位置合せ手段を設け、その手段と半導体チッ
プ上に設けたマークとの重なりを利用して測定用プロー
ブと半導体チップとの相対位置関係を調整できるように
して、測定用プローブとボンディングパッドとの間の正
確で容易な位置合せを可能にしている。

〔実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。

同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。

第１図は本発明に従う実施例のプローブカードの下方斜
視図を示す。この第１図に示すようにプローブカード１
０には、その中央に円形の貫通穴１１が形成されており
、この貫通穴１１の周りには、測定用のプローブ１２が
固定されている。更に、このプローブカード１０には、
位置合せ部材１３ａ、１３ｂが貫通穴１１の周りから中
央に向かって伸びている。第２図にこのプローブカード
１０が半導体チップ上に配置されたとき上方より見た実
体顕微ｖＬ視野を示す。

第２図から判るように位置合せ部材１３ａ、１３ｂは、
半導体チップ１４に対して対角線上に位置するようにプ
ローブカード１０に固定されている。一方、半導体チッ
プ１４上にはこの位置合せ部材１３ａ、１３ｂにそれぞ
れ対応する位置合せ用マーク１５ａ、１５ｂが形成され
ている。ここで、位置合せ部材及び位置合せマークを２
対設けているのは、２次元方向における正確な位置合せ
を可能にするためである。

検査作業者は、第２図に示すような顕微鏡視野を覗いて
、位置合せ部材１３ａ、１３ｂが半導体チップ１４上に
形成された位置合せ用マーク１、５　ａ、１５ｂに対し
て所定の位置にくるようにプローブカード１０を半導体
チップ１４に対して位置合せをする。この位置合せによ
り、プローブカード１０を下降させたとき、測定用プロ
ーブ１２と半導体チップ１４上のボンディングパッド１
６とが、オーバライドした状態で正確に位置合せできる
のである。

位置合せ部材１３ａ、１３ｂと位置合せマーク１５ａ、
１５ｂとは、種々の形状の組み合せが考えられる。

具体的には、第３図から第６図に示しである。

第３図（ａ）、第４図（ａ）、第、５図（ａ）及び第６
図（ａ）は、位置合せ部材１３ａの先端形状を示し、第
３図（ｂ）、第４図（ｂ）、第５図（ｂ）及び第６図（
ｂ）はそれぞれの位置合せ部材１３ａに対応する位置合
せマーク１５ａの形状を示している。この様な位置合せ
マークは半導体チップ上に集積回路を形成する際使用す
るプロセス工程を利用することにより容易に形成するこ
とができる。これらの図で示す斜線は黒色のような光を
吸収する色で塗られた部分を示す。又、第３図（Ｃ）、
第４図（Ｃ）、第５図（ｃ）及び第６図（Ｃ）は、それ
ぞれの位置合せ部材と位置合せマークとが正確に位置合
せされた状態を示す。

検査作業者は、プローブカードに固定された位置合せ部
材１３ａ、１３ｂと位置合わせマーク１５ａ、１５ｂと
が第３図（Ｃ）、第４図（Ｃ）、第５図（Ｃ）、第６図
（ｃ）のような位置関係となるようにプローブカードと
半導体チップとを位置合せを行う。

特に第５図（ｂ）は半導体チップのスクライブライン１
７を利用して、位置合せマークを作成した例をしめす。

また特に第６図に示す位置合せ部材１３ａ１１３ｂと位
置合せマーク１５ａ、１５ｂとの組み合わせでは、第７
図に示すようにその位置合せ部材１３ａ、１３ｂの上方
に光を投光する装置１８と半導体チップからの反射光を
検知する装置１９とを位置合せ部材１３ａ、１３ｂの上
方に設けたプローブカードを使用することにより位置合
せ状態を自動的に検知することができる。

具体的には、プローブカードと半導体チップとが正確に
位置合せされたとき、位置合せ部材と位置合せマークと
が第６図（Ｃ）に示す状態になり、投光装置１８より投
光された光は位置合せ部材と位置合せマークとにより吸
収されてしまう。したがって、反射光を検知する装置１
９は光を検知しなくなる。この時、反射光を検知する装
置１９からの信号を信号処理部２０で処理し、その大き
さが所定の値以下となっているときランプ２２等を点滅
させれば検査作業者は位置合せが完了したことを容易に
知ることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々の変
形例が考えられ得る。

具体的には、上記実施例では、プローブカードに２つの
位置合せ部材を設けた場合について説明しているが、こ
の位置合せ部材の数はこれ１こ限定されず、１つでもよ
いが２以上であれば好ましい。

又、上記実施例では、半導体チ・ノブ上に位置合せマー
クを形成しているが、このように位置合せマークを形成
するのではなく、半導体チップ上の集積回路の回路パタ
ーンを利用するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明では、位置合せ部材をプローブカード側に設け、
この位置合せ部材と半導体チ・ノブ上に形成された位置
合せマークとを単に重ねるだけで位置合せが容易にでき
、作業効率が向上する。更に正確で確実な位置合せがで
きるので、半導体集積回路の製品歩留まりが向上できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うプローブカードの下方斜視図、
第２図は、第１図に示すプローブカードを半導体チップ
上に配置した状態での上方より見た実態顕微鏡視野を示
す図、第３図は、位置合せ部材と位置合せマークとの組
み合わせの一例を示す図、第４図は、位置合せ部材と位
置合せマークとの組み合わせの別の一例を示す図、第５
図は、位置合せ部材と位置合せマークとの組み合わせの
更に別の一例を示す図、第６図は、位置合せ部材と位置
合せマークとの組み合わせの更に別の一例を示す図、第
７図は、位置合せ部材と位置合せマークの位置合せ自動
検知を説明する図、第８図は、従来のプローブカードを
半導体チップの上方に配置した状態を示す図及び、第９
図は、従来のプローブカードの半導体チップ上に配置し
た状態で上方より見た実態顕微鏡視野を示す図である。 １・・・半導体ウェーハ、２．１４・・・半導体チップ
、２ａ・・・集積回路、３．１６・・・ボンディングパ
ッド、４．１２・・・プローブ、５．１０・・・プロー
ブカード、１１・・・貫通穴、１３ａ、１３ｂ・・・位
置合せ部材、１５ａ、１５ｂ・・・位置合せマーク、１
７・・・スクライブライン、１８・・・投光装置、１９
・・・光検知装置、２０・・・信号処理部、２１・・・
ランプ等。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　横向　　　　　　
　　　寺　　　嶋　　　史　　　朗本発明の実施例 第１図 実体顕微Ｒ視野 第２図 （０）　　　　　　　　　　（ｂ） （Ｃ） 組合せ（１） 第３図 （Ｃ） 組合せ（２） 第４図 （Ｇ） 組合せ（３） 第５図 （０）　　　　　　　　　　　（ｂ） ３ａ （Ｃ） 組合せ（４） 第６図 自動位置合せ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プローブボードと、基端が前記プローブボードに固
   定され、先端が互いに離隔して同一平面上に配置された
   複数本の測定プローブとを有し、半導体チップ上のボン
   ディングパッドに前記測定プローブの先端を当接させて
   半導体基板の半導体チップ上に形成した回路の電気特性
   を検査するためのプローブカードにおいて、 前記半導体チップと前記測定プローブとの間の相対位置
   関係を示す相対位置指示手段が設けられていることを特
   徴とするプローブカード。 ２、前記プローブカードが、投光手段と光受光手段とを
   有し、前記投光手段は前記相対位置指示手段を半導体チ
   ップ上に投影し、前記光受光手段は、前記投光手段が投
   影した光の前記半導体チップからの反射光を受光する請
   求項１記載のプローブカード。 ３、プローブボードと半導体チップとを位置合せ方法に
   おいて、 半導体チップ上に位置合せ用マークを形成する工程と、 プローブボードに形成された相対位置指示手段を半導体
   チップ上に形成した位置合せマーク上に配置する工程と
   、 前記相対位置指示手段と位置合せマークとが所定の位置
   関係になるようにプローブカードを移動させる工程とを
   含む位置合せ方法。