JPH0345125Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 この考案は、固定プローブボードの基準面とプ
ローブ尖端の間隔を測定する固定プローブボード
測定装置に関するものである。

〔背景技術〕

半導体ウエハ上に完成された半導体集積回路装
置は、分割してパツケージングされる前に、所望
の回路機能、特性を満たすものであるか否かの試
験が行われる。このプロービング工程において用
いられるのが、固定プローブボードである（な
お、固定プローブボードに関しては、例えば実公
昭58−26529号公報参照）。

このような固定プローブボードにあつては、プ
リント基板の下面（基準面）とプローブ針尖端の
間隔は、2500±50μmの高精度に形成される。し
かしながら、半導体ウエハの試験を行う場合、半
導体ウエハは、Ｚステージによりプローブ針の尖
端がその表面に接触した状態から更に約70μm程
押し上げられる。これにより、所望の電気的接続
を得るとともに薄いアルミニユウム層により形成
されたボンデイングパツドを突き抜けないような
針圧にされる。したがつて、半導体ウエハの試験
においては、上記プローブ針の尖端が半導体ウエ
ハの表面に接触したことを正確に検出する必要が
ある。このような位置検出のために、エツジセン
サーが利用される。このエツジセンサーは、一対
のプローブ針からなり、この一方は半導体ウエハ
のスクライブライン上に位置合わせされ、他方は
上記一方のプローブ針の下側に接触する状態に置
かれる。上記一方のプローブ針の尖端が半導体ウ
エハ表面に接触すると、他方のプローブ針との接
触が断たれるような構成になつている。このよう
なエツジセンサーを備えた固定プローブにおいて
は、上記エツジセンサーの開放状態を検出してか
ら、上記プローブ針の食い込み量分だけＺステー
ジを制御する。

しかしながら、半導体技術の進展によつて、上
記スクライブライン幅が極めて微細に形成される
こと等によつて上記エツジセンサーを設けない固
定プローブボードの数が多くなつてきている。こ
のような固定プローブボードにあつては、半導体
ウエハの試験に先立つて、顕微鏡によつてプロー
ブ針の尖端と半導体ウエハの表面接触状態を調べ
て、半導体ウエハのＺアツプ量を決定する方法を
採るものである。したがつて、上記エツジセンサ
ーを付加しない固定プローブボードにおいては、
プロービングの作業性が悪くなるという問題が生
じている。

〔考案の目的〕

この考案の目的は、固定プローブボードの基準
面とプローブ針の尖端の間隔を精度良く検出する
ことのできる固定プローブボード測定装置を提供
することにある。

この考案の前記ならびにその他の目的と新規な
特徴は、この明細書の記述および添付図面から明
らかになるであろう。

〔考案の概要〕

本願において開示される考案のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。すなわち、プローブホルダーに装填された固
定プローブボードに対してパルスモータにより駆
動されるＺステージに設けられた擬似ウエハチヤ
ツクトツプの表面を押し上げて、予め設定した基
準点からその電気的接続に要したＺステージの移
動量（パルス数）を検出して固定プローブボード
における基準面とプローブ針尖端の間隔を算出す
るものである。

〔実施例〕

第１図には、この考案の一実施例の正面図が示
されている。

固定プローブボードは、プリント基板９のほゞ
中央に開口が設けられ、この開口が形成された部
分の下面側に、測定すべき半導体チツプのボンデ
イングパツドに従つてほゞ円錐放射状態に複数の
プローブ９が配列固定される。このような固定プ
ローブボードは、上記公報等によつて公知である
のでその詳細な説明を省略する。この固定プロー
ブボードにおけるプリント基板８の下面を基準面
として、そのプローブ９の尖端（接触端）との距
離（間隔）Ｄを測定するため、この固定プローブ
ボードは、図示しないプローブホルダーに装填さ
れることによつて固定支持される。

上記固定支持された固定プローブボードのプロ
ーブ針の下部には、後述するＺステージと、その
上に搭載された擬似ウエハチヤツクトツプ７が設
けられる。この擬似ウエハチヤツクトツプ７とＺ
ステージは、半導体ウエハプローバにおけるウエ
ハチヤツクトツプとＺステージと同じか又は類似
のものを用いることができる。

Ｚステージは、従動ロツド部３とカム部２から
なる水平運動を垂直運動に変換する斜面カムが利
用される。すなわち、カム部３は、図示しないパ
ルスモータにより駆動された捻子対偶のピツチに
従つて形成された水平運動を伝えるアーム１によ
り水平運動を行う。このカム部３の下部には、水
平運動用の滑ガイドが設けられる。

また、上記カム部３と従動ロツド部４の接触斜
面にはボールベアリングが設けられる。これによ
つて、パルスモータの単位の回転に対して、上記
捻子山のピツチと、上記斜面の正接とに従つた極
めて高精度のＺ（垂直）の位置制御を行うことが
できる。上記従動ロツド部４は、固定部４と可動
部５からなる垂直ガイドによつてその運動が規制
される。

この実施例では、このＺステージの移動位置、
言い換えるならば、固定プローブボードのプロー
ブ針の尖端位置の測定を容易にするため、上記垂
直ガイドの固定部４と可動部５との間に、ホトセ
ンサーが設けられる。

このホトセンサー６は、第２図に示すように、
固定部４には、横方向に延びるアームに捻子孔が
設けられ、その上から光を通す小孔１１が設けら
れたスリツト板を捻子１０によつて固定される。
このスリツト板とアームとの間には、バネ１３が
設けられており、スリツト板を常に捻子１０のス
トツパー（図示せず）に押し上げている。したが
つて、上記捻子１０の締め込み量により、スリツ
ト板、言い換えるならば、小孔１０の位置を調整
できるようになつている。これに対して、可動部
５には、Ｚステージのアツプとともに上記小孔１
１を塞ぐようなシヤツター板１２が設けられる。
すなわち、Ｚステージのアツプとともに移動する
シヤツター板１２が上記小孔１１を塞ぐと、光が
遮断され、その位置検出信号を形成する。

次に、この実施例の測定装置による固定プロー
ブボードの基準面とプローブ針尖端との間隔を測
定する方法を説明する。

予め、固定プローブボードの基準面とプローブ
針尖端との間隔が一定の距離（既知）になるよう
にされた基準固定プローブボードを形成してお
き、この基準固定プローブボードをプローブホル
ダーに装填して、Ｚステージを制御して擬似ウエ
ハチヤツクトツプ７を押し上げる。そして、上記
基準プローブボードのプローブに結合された測定
端子Ｔ１と、擬似ウエハチヤツクトツプ７に接続
された測定端子Ｔ２との間の電気的導通があつた
時、上記Ｚステージのアツプ動作を停止させる。
この時、上記ホトセンサー６の調整捻子１０を操
作して、小孔１１の位置がシヤツター板により塞
がれるように調整する。なお、上記基準固定プロ
ーブボードにおける基準面とプローブ針尖端の間
隔は、半導体チツプの測定に用いられる固定プロ
ーブボードのそれより大きく設定される。

このような調整作業が終わると、測定すべき固
定プローブボードを上記プローブホルダーに装填
して、上記同様にＺステージをアツプさせる。こ
のアツプ動作によりプローブ針尖端が擬似ウエハ
チヤツクトツプ７の表面に接触して電気的導通が
生じるとＺステージはアツプ動作が停止させられ
る。上記アツプ動作において、ホトセンサーが上
記基準位置の検出出力を送出すると、図示しない
パルスカウンタはＺステージのアツプパルス数の
計数を開始する。したがつて、上記基準位置から
上記カウンタの計数値に相当する距離を引算する
ことによつて、上記測定すべき固定プローブボー
ドにおける基準面とプローブ針尖端の間隔を知る
ことができる。上記基準固定プローブボードを用
いたＺステージの基準位置調整は、例えば１月に
１回程度の間隔で定期的に行うものである。

半導体ウエハプローバは、そのボードホルダー
の基準面に対するＺステージの基点が既知のもの
であることより、上記測定結果に基づいて固定プ
ローブボードのプローブ針尖端に対する半導体ウ
エハの表面への針食い込み量を約70μmに正確に
設定することができる。

また、この実施例の固定プローブボード測定装
置にあつては、測定すべき固定プローブボードの
全プローブ針に対して、それぞれの基準面に対す
る距離を測定することにより、固定プローブボー
ドに要求されるプローブ針尖端の平面度を測定す
ることができる。この平面度は、例えば±20μm
以下にされる。したがつて、最初に接触を開始し
たプローブ針と最後に接触を開始したプローブと
の間に、上記20μmに相当するパルスの供給を必
要とする固定プローブボードは、平面度不良とさ
れ、プローブ針の調整を行う必要があることを知
ることができる。このようなプローブ針の平面度
の測定は、その組立時のみならず、その半導体チ
ツプの測定の開始前に、これから使用する固定プ
ローブボードの平面度の測定を行うのにも利用で
きる。上記平面度の測定によつて、みすみす平面
度が規定の範囲を外れた不良固定プローブボード
を用いた場合に生じる接触不良によつて良品の半
導体チツプを不良品とする誤判定の防止と、最適
な時期でのプローブ再調整を行うことができる。

〔効果〕

(1) 固定プローブボードの基準面とプローブ針尖
端間の距離を測定することによつて、半導体ウ
エハプローバにおけるＺアツプ設定を高精度に
かつ簡単に行うことができるという効果が得ら
れる。

(2) Ｚステージに調整機能を付加したセンサーを
設けて、基準固定プローブボードを用いてその
基準点を設定することにより、汎用性の向上と
高精度を維持できるという効果が得られる。

(3) 測定する固定プローブボードにおける全プロ
ーブ針に対してチヤツクトツプとの電気的接続
を検出する回路を設けることによつて、固定プ
ローブボードにおける平面度の測定ならびに、
その平均的なプローブ針尖端位置を検出するこ
とができるという効果が得られる。

(4) 上記(3)によつて、固定プローブボードの管理
が高精度の下に行うことができる。これによ
り、不良プローブボードの使用による半導体チ
ツプの歩留り低下を防止することができるとい
う効果が得られる。

以上本考案者によつてなされた考案を実施例に
基づき具体的に説明したが、この考案は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。例えば、Ｚステージの構成及びそれに搭載
されるプローブ針尖端との電気的接触を調べる電
極は、ウエハチヤツクトツプの他高い平面度を持
つものであれば何であつてもよい。また、マイク
ロコンピユータを用いて、上記Ｚステージの制御
やホトセンサー、プローブ針との導通信号を受け
て、その距離や平面度を算出させるものの他、簡
単なデイジタル制御回路により、上記動作の自動
制御を行うことができる。さらに、Ｚステージの
基準位置信号を形成するセンサーは、高精度の位
置センサーであれば何であつてもよい。

〔利用分野〕

この考案は、固定プローブボード測定装置とし
て広く利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す概略正面
図、第２図は、そのホトセンサーの一実施例を示
す概略正面図である。 １……アーム、２……カム部、３……従動ロツ
ド、４……固定部、５……可動部、６……ホトセ
ンサー、７……擬似ウエハチヤツクトツプ、８…
…プリント基板、９……プローブ針、１０……調
整ネジ、１１……小孔、１２……シヤツター板、
１３……バネ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 固定プローブボードが装填されるボードホル
   ダーと、パルスモータで駆動されるＺステージ
   と、このステージ上に設けられ、固定プローブ
   ボードのプローブ針尖端との電気的接触を行う
   測定電極と、上記Ｚステージの特定の位置を検
   出するためセンサーと、上記センサーの検出位
   置を補正する調整機構と、上記プローブと測定
   電極との接触による電気信号を検出する回路と
   を含むことを特徴とする固定プローブボード測
   定装置。 ２ 上記センサーはホトセンサーからなり、上記
   調整機構は、光を通すスリツト板と光シヤツタ
   ーとの相対的位置関係が可変にされるものであ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の固定プローブボード測定装置。