JPH0515430U - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子の電極パッドに異物が付着してい
たり、不所望な被膜が形成されていても、半導体素子の
電気的特性を高精度に測定できるようにする。 【構成】 基板（11）に取り付け部材（14）を介して装
着された多数の探針（12）を有し、各探針（12）を、半
導体ウェーハ（21）に多数個一括して形成された半導体
素子（22）表面の電極パッド（23）にそれぞれ接触させ
て半導体素子（22）の電気的特性を測定するプローブカ
ードにおいて、上記電極パッド（23）と接触状態にある
各探針（12）に超音波振動を付与する振動付与手段（1
6）を設けた。この振動付与手段（16）は、取り付け部
材（14）の一部にその取り付け部材（14）を基板側と探
針側とに分割する切り溝（18）を形成し、超音波振動子
（17）から延びる振動伝達部材（19）を取り付け部材
（14）の切り溝（18）が形成された探針側に連結した構
造を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はプローブカードに関し、詳しくは、半導体装置の製造に使用され、半 導体ウェーハに多数個一括して形成された半導体素子の電気的特性を測定するプ ローブカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体装置の製造では、半導体ウェーハに多数個一括して半導体素子を形成し 、その半導体ウェーハを各半導体素子ごとにダイシングにより切断分離するに先 立って、上記半導体ウェーハの状態で各半導体素子の電気的特性を測定した上で 半導体素子の良・不良を判別するようにしている。

【０００３】 この半導体ウェーハ状態での半導体素子の電気的特性の測定には、一般にプロ ーブカードと称される測定装置が使用される。

【０００４】 上記プローブカードは、図３及び図４に示すように測定装置本体〔図示せず〕 にソケットを介して電気的に接続される基板（１）と、その基板（１）上にソケ ット部分から延びる配線パターン〔図示せず〕を介して電気的に接続された多数 の探針（２）とで構成される。この探針（２）は、基板（１）の中央部分に穿設 された貫通孔（３）の周縁に基板（１）の下方でほぼ放射状に配置され、各探針 （２）は基板（１）にセラミック製のリング状取り付け部材（４）を介して装着 され、その探針（２）上から固定用樹脂（５）をリング状に被着している。上記 探針（２）は、取り付け部材（４）に固定された基端部が先端部に向けて下方傾 斜するように配置され、その先端部がほぼ鉛直下方に向くように屈曲形成されて いる。

【０００５】 上記構成からなるプローブカードによる半導体素子の電気的特性の測定は以下 のようにして行なわれる。

【０００６】 即ち、半導体ウェーハ（６）の上方にプローブカードを配置し、その貫通孔（ ３）の直下に測定すべき半導体素子（７）を位置決め配置する。この状態で、半 導体ウェーハ（６）とプローブカードとを相対的に近接させることにより、プロ ーブカードの各探針（２）の先端を半導体素子（７）の表面に配設された電極パ ッド（８）に接触させる。この探針（２）の電極パッド（８）への接触による通 電でもって半導体素子（７）の電気的特性を測定するようにしている。この半導 体素子（７）の電気的特性の測定は半導体ウェーハ（６）のすべての半導体素子 （７）について順次実行される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来のプローブカードでは、各探針（２）を半導体素子（ ７）の電極パッド（８）に接触させることにより、半導体素子（７）と測定装置 本体とを電気的に接続するようにしているが、半導体素子（７）の表面に異物が 付着していたり、その表面に不所望な被膜が形成されていたりすると、上記探針 （２）が電極パッド（８）に単に接触しているだけであるので、その接触部分で の接触抵抗が大きくなる。その結果、半導体素子（７）の電気的特性における真 の測定値を得ることが困難となり、測定精度が大幅に低下するという問題があっ た。

【０００８】 そこで、本考案は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするとこ ろは、半導体素子の電極パッドに異物が付着していたり、不所望な被膜が形成さ れていても、半導体素子の電気的特性を高精度に測定し得る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】

本考案における上記目的を達成するための技術的手段は、基板に取り付け部材 を介して装着された多数の探針を有し、各探針を、半導体ウェーハに多数個一括 して形成された半導体素子表面の電極パッドにそれぞれ接触させて半導体素子の 電気的特性を測定するプローブカードにおいて、上記電極パッドと接触状態にあ る各探針に超音波振動を付与する振動付与手段を設けたことである。

【００１０】 また、上記振動付与手段は、超音波振動子をすべての探針と対応させて基板に 取り付け、その超音波振動子を探針にそれぞれ接続したものや、超音波振動子を すべての探針のうち所定の探針のみと対応させて基板に取り付け、その超音波振 動子を探針にそれぞれ接続したものであることが望ましい。

【００１１】 この振動付与手段は、具体的に、取り付け部材の一部にその取り付け部材を基 板側と探針側とに分割する切り溝を形成し、超音波振動子から延びる振動伝達部 材を取り付け部材の切り溝が形成された探針側に連結すればよい。

【００１２】 更に、振動付与手段は、基板に取り付けられた単一の超音波振動子と、その超 音波振動子から延びて超音波振動を各探針に伝達する分配部材とからなるもので あってもよい。

【００１３】

【作用】

本考案に係るプローブカードでは、電極パッドと接触状態にある各探針に超音 波振動を付与する振動付与手段を設けたことにより、上記探針を電極パッドに接 触させた状態で通電による電気的特性の測定直前に、振動付与手段によって探針 に超音波振動を付与することでもって、電極パッド表面に異物が付着していたり 被膜が形成されていたりしてもそれらを超音波振動する探針で突き破り、その探 針を電極パッドに確実に接触させ、その接触部分での接触抵抗を小さくすること ができて電気的特性の測定での高精度化が実現できる。

【００１４】

【実施例】

本考案に係るプローブカードの実施例を図１及び図２に示して説明する。

【００１５】 本考案のプローブカードは、図１及び図２に示すように測定装置本体〔図示せ ず〕にソケットを介して電気的に接続される基板（11）と、その基板（11）上に ソケット部分から延びる配線パターン〔図示せず〕を介して電気的に接続された 多数の探針（12）とで構成される。この探針（12）は、基板（11）の中央部分に 穿設された貫通孔（13）の周縁に基板（11）の下方でほぼ放射状に配置され、各 探針（12）は基板（11）にセラミック製のリング状取り付け部材（14）を介して 装着され、その探針（12）上から固定用樹脂（15）をリング状に被着している。 上記探針（12）は、取り付け部材（14）に固定された基端部が先端部に向けて下 方傾斜するように配置され、その先端部がほぼ鉛直下方に向けて屈曲形成されて いる。

【００１６】 本考案の特徴は、電極パッドと接触状態にある各探針（12）に超音波振動を付 与する振動付与手段（16）を設けたことにある。

【００１７】 具体的に、上記振動付与手段（16）は、例えば、すべての探針（12）に対して 、基板（11）の貫通孔（13）の上面周縁の探針（12）と対応する部位に超音波振 動子（17）を装着し、一方、基板（11）の貫通孔（13）の下面周縁に取り付けら れた取り付け部材（14）の一部に、その取り付け部材（14）を基板側と探針側と に分割する環状の切り溝（18）を形成した上で、上記超音波振動子（17）から延 びる振動伝達部材（19）を、基板（11）及び取り付け部材（14）に穿設された切 り溝（18）まで達する穴（20）に挿通し、その先端を取り付け部材（14）の切り 溝（18）の探針側下部に固着する。このように取り付け部材（14）を基板側と探 針側とに分割する環状の切り溝（18）を形成すること、及び振動伝達部材（19） を取り付け部材（14）の切り溝（18）の探針側下部に固着することにより、超音 波振動子（17）による振動が効率よく探針（12）に伝達されるようにした。

【００１８】 尚、振動付与手段（16）と超音波振動子（17）とは、例えば、15〜20kHz程度 の電気信号発振器とその発振周波数の出力電圧により機械的振動を生じるピエゾ アクチュエータとを用いるとよい。

【００１９】 上記構成からなるプローブカードによる半導体素子の電気的特性の測定は以下 のようにして行なわれる。

【００２０】 まず、従来と同様、半導体ウェーハ（21）の上方にプローブカードを配置し、 その貫通孔（13）の直下に測定すべき半導体素子（22）を位置決め配置する。こ の状態で、半導体ウェーハ（21）とプローブカードとを相対的に近接させること により、プローブカードの各探針（12）の先端を半導体素子（22）の表面に配設 された電極パッド（23）に接触させる。

【００２１】 上記探針（12）を電極パッド（23）に接触させた状態で通電による半導体素子 （22）の電気的特性を測定する直前に超音波振動子（17）を作動させる。即ち、 超音波振動子（17）で発生した振動を振動伝達部材（19）でもって取り付け部材 （14）の切り溝（18）の探針側下部を介して探針（12）に伝達する。この時、前 述したように取り付け部材（14）には切り溝（18）が形成され、その探針側下部 に振動伝達部材（19）が固着されているので、超音波振動子（17）の振動は探針 （12）に速やかに効率よく伝達されることになり、上記探針（12）を上下方向に 振動させることができる。この探針（12）における上下振動はその基端部から屈 曲した先端部に向けて伝達され、その先端部では電極パッド（23）と接触してい るため弾性変形により水平方向での振動に変換される。これにより、探針（12） の先端部は電極パッド（23）の表面に異物が付着していたり、或いは、被膜が形 成されていたりしてもそれらを突き破ることになって電極パッド（23）に確実に 接触し、その接触部分での接触抵抗を小さくすることができる。

【００２２】 尚、上記実施例では、振動付与手段（16）として、超音波振動子（17）をすべ ての探針（12）に対して配置するようにしたが、本考案はこれに限定されること はなく、例えば、上記超音波振動子（17）をすべての探針（12）のうち、数個の 探針（12）に対してのみ配置するだけでもよい。また、単一の超音波振動子（17 ）を配置し、その超音波振動子（17）から延びる分配部材でもって各探針（12） に振動を伝達するようにしてもよい。

【００２３】

【考案の効果】

本考案に係るプローブカードによれば、電極パッドと接触状態にある各探針に 超音波振動を付与する振動付与手段を設けたことにより、上記探針を電極パッド に接触させた状態で通電による電気的特性の測定直前に、振動付与手段によって 探針に超音波振動させれば、電極パッド表面に異物が付着していたり被膜が形成 されていたりしてもそれらを探針で突き破り、その探針を電極パッドに確実に接 触させることができ、その接触部分での接触抵抗を小さくすることができて半導 体素子の電気的特性を高精度で測定することでき信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプローブカードの実施例を示す断
面図

【図２】図１の平面図

【図３】プローブカードの従来例を示す断面図

【図４】図３の平面図

【符号の説明】

11 基板 12 探針 14 取り付け部材 16 振動付与部材 17 超音波振動子 18 切り溝 19 振動伝達部材 21 半導体ウェーハ 22 半導体素子 23 電極パッド

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に取り付け部材を介して装着された
   多数の探針を有し、各探針を、半導体ウェーハに多数個
   一括して形成された半導体素子表面の電極パッドにそれ
   ぞれ接触させて半導体素子の電気的特性を測定するプロ
   ーブカードにおいて、上記電極パッドと接触状態にある
   各探針に超音波振動を付与する振動付与手段を設けたこ
   とを特徴とするプローブカード。
2. 【請求項２】 請求項１記載の振動付与手段は、超音波
   振動子をすべての探針と対応させて基板に取り付け、そ
   の超音波振動子を探針にそれぞれ接続したものであるこ
   とを特徴とするプローブカード。
3. 【請求項３】 請求項１記載の振動付与手段は、超音波
   振動子をすべての探針のうち所定の探針のみと対応させ
   て基板に取り付け、その超音波振動子を探針にそれぞれ
   接続したものであることを特徴とするプローブカード。
4. 【請求項４】 取り付け部材の一部にその取り付け部材
   を基板側と探針側とに分割する切り溝を形成し、超音波
   振動子から延びる振動伝達部材を取り付け部材の切り溝
   が形成された探針側に連結したことを特徴とする請求項
   ２又は３記載のプローブカード。
5. 【請求項５】 請求項１記載の振動付与手段は、基板に
   取り付けられた単一の超音波振動子と、その超音波振動
   子から延びて超音波振動を各探針に伝達する分配部材と
   からなるものであることを特徴とするプローブカード。