JPH05175289A - プロ−ビング方法及びプロ−ブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度調整された被検査体の電気的測定を高精
度で行なうこと。 【構成】 内部にヒ−タ等を設けたウエハ保持台１の上
面にウエハＷを載置して例えば６０〜８０℃に温度調整
する。一方、プロ−ブカ−ド４の下面側に設けられた針
固定台４３にヒ−タ６を内蔵しておくと共に、プロ−ブ
針５の針先の配列間隔を、温度調整されたウエハＷの温
度またはそれに近い温度にヒ−タ６によりプロ−ブカ−
ド４を予備温度調整したときに、ウエハＷの電極パッド
Ｐの配列間隔に対応するように設定しておく。従ってプ
ロ−ブ針５が電極パッドＰに接触する前にヒ−タ６によ
りプロ−ブカ−ド４を予備温度調整することにより、ウ
エハを傷つけることなくプロ−ブ針５と電極パッドＰと
を確実に接触させることができ、高精度の電気的測定を
行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロ−ビング方法及び
プロ−ブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においてはウ
エハ内にＩＣチップが完成した後、各チップに分断され
てパッケ−ジングされるが、パッケ−ジングされる前に
不良チップを排除するためにプロ−ブ装置によりウエハ
内の各チップに対してプロ−バ装置を用いて接触し、ウ
エハテスタにより電気的測定が行なわれる。

【０００３】このプロ−ブ装置においては、従来例えば
Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能なウエハ保持台の上方側
に、ウエハ内のＩＣチップの電極パッド配列に対応して
配列されたプロ−ブ針を備えたプロ−ブカ−ドを配置
し、ウエハ保持台を移動させてウエハ内のＩＣチップの
電極パッドとプロ−ブ針とを位置合わせした後プロ−ブ
針と電極パッドとを接触させ、電極パッドをプロ−ブ針
とポゴピンなどを含むコンタクトリングとを介してテス
タに電気的に接続し、例えばＩＣの使用速度に対応すつ
高周波を用いて電気的測定を行なってＩＣチップの良否
を判定するようにしている。

【０００４】そして最近においては、各チップに分断さ
れる前にウエハを高温に加熱して、高温状態でウエハ上
のＩＣチップについて上述の電気的測定を行なう方法も
実施されており、この場合ウエハ保持台には、ウエハを
所定温度例えば−１０℃から＋６０℃の間の温度に調整
するようにヒ−タによる加熱手段や窒素ガス等の冷媒通
路が設けられて冷却手段に用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでウエハを高温
状態にして上述のプロ−ブ針をウエハに接触させて電気
的測定を行なう場合には、ウエハよりの熱がプロ−ブ針
を介してプロ−ブカ−ドに伝熱されるため、ウエハ及び
プロ−ブカ−ドはいずれも熱膨張するが、これら両者の
熱膨張率の違いにより、プロ−ブ針の針先間隔の広がり
と電極パッド間隔の広がりとの間に差異が生じ、この結
果プロ−ブ針と電極パッドとの相対位置が常温時の相対
位置に対してずれてくる。しかるに、従来の検査では１
チップずつあるいは高々２〜３チップ同時に測定してい
たため一度に同時に接触させる測定領域（プロ−ブ針に
よって囲まれる領域）は非常に狭く、このためプロ−ブ
針の針先間隔と電極パッド間隔との広がりの上記熱膨張
率の違いによる差異は測定に対して影響を及ぼす、すな
わちプロ−ブ針の針先位置が電極パッドの持つ所定領域
からはずれてしまうようなものではなかった。

【０００６】しかしながら、最近ではスル−プットの向
上を図るために多数の例えば１０個以上のチップを同時
にテストする要請が強くなっており、また１チップのサ
イズも増々大型化する傾向にあるため、前記同時測定領
域が広くなり、この結果上述の広がりの差異、即ち電極
パッドに対するプロ−ブ針の相対位置のずれが累積され
てくる。一方、ＩＣチップに配列される電極パッドの大
きさは一辺が１００〜１２０ミクロン程度の正方形（ま
たは長方形、多角形など）であり、また電極パッドの配
列間隔及びプロ−ブ針の針先の径は夫々２００ミクロン
程度及び３０ミクロン程度であるため、上述の相対位置
のずれが累積すると、図５に示すように常温時における
プロ−ブ針の針先の位置と高温時における針先の位置と
の差である針先の移動量Ａに対して電極パッドの移動量
Ｂが可成り大きくなり、この結果、プロ−ブ針の針先が
常温時には電極パッドの所定領域内に収まっていても、
高温時には所定領域からはずれてしまうものもでてきて
しまうので、高温状態において広い領域で一括して電気
的測定を行なうことが困難となっている。

【０００７】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、プロ−ブ針の針先を測定領
域の大小にかかわらず、温度調整された被検査体の電極
パッドに確実に接触させて精度の高い電気的測定を行な
うことができるプロ−ビング方法及びプロ−ブ装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、温度
調整された被検査体の電極パッドに、プロ−ブカ−ドに
配列された複数のプロ−ブ針を夫々接触させて電気的測
定を行なうプロ−ビング方法において、温度調整された
被検査体の温度またはそれに近い温度にプロ−ブカ−ド
が温度調整されたときに、前記プロ−ブ針の針先の配列
が前記被検査体の電極パッドの配列に対応するようにプ
ロ−ブ針を配列し、プロ−ブ針が被検査体に接触する前
に、プロ−ブカ−ドを前記被検査体の温度またはそれに
近い温度に温度制御手段で予備温度調整することを特徴
とする。

【０００９】請求項２の発明は、温度調整された被検査
体の電極パッドに、プロ−ブカ−ドに配列された複数の
プロ−ブ針を夫々接触させて電気的測定を行なうプロ−
ブ装置において、温度調整された被検査体の温度または
それに近い温度にプロ−ブカ−ドが温度調整されたとき
に、前記プロ−ブ針の針先の配列が前記被検査体の電極
パッドの配列に対応するように配列されたプロ−ブ針を
配列し、プロ−ブ針が被検査体に接触する前に、プロ−
ブカ−ドを前記被検査体の温度またはそれに近い温度に
予備温度調整するための温度制御手段を設けたことを特
徴とする。この場合、温度制御手段としてヒ−タを用い
る場合、プロ−ブカ−ドに設けられた針固定台にヒ−タ
を内蔵することができる。

【００１０】

【作用】温度調整された被検査体にプロ−ブ針が接触す
る前に、プロ−ブカ−ドを被検査体の温度またはそれに
近い温度に予備温度調整する。この予備温度調整は、例
えばプロ−ブカ−ドに設けたプロ−ブ針固定台に内蔵し
たヒ−タ等により行なわれる。そしてプロ−ブカ−ドの
プロ−ブ針の針先の配列は、温度調整された被検査体の
電極パッドの配列に対応して設定してあるするため、こ
の状態でプロ−ブ針を被検査体の検査対象領域に接触さ
せると、プロ−ブ針が電極パッドに確実に接触する。従
って、例えば高温状態の被検査体に対して多くのプロ−
ブ針と広い領域に亘って一括して同時に接触させても正
確に接触するため高い精度で測定を行うことができる。

【００１１】

【実施例】図１、図２及び図３は、夫々本発明の実施例
に係るプロ−ビング方法に用いられるプロ−ブ装置の一
例の要部を示す断面図、プロ−ブ装置の外観図、及びプ
ロ−ブ装置の要部を示す斜視図である。このプロ−ブ装
置は図１〜図３に示すように内部に図示しない駆動機構
によりＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能なウエハ保持台１
が配置されると共に、上面の穴２１にインサ−トリング
２が装着された筐体２２と、前記インサ−トリング２に
対して接離できるように筐体２２に対して開閉自在に取
り付けられた、図示しないテスタにケ−ブルを介して接
続されたテスタヘッド３と、プロ−ブ装置の制御を行な
うために筐体２２の前面側に設けられたタッチパネル２
３とを備えている。

【００１２】前記ウエハ保持台１の内部には、上面に載
置されるウエハＷを所定温度、例えば６０℃〜１２５℃
に調整（加熱）するための図示しない加熱手段例えばヒ
−タや冷却手段例えば窒素ガス等の冷媒通路が設けられ
ている。

【００１３】一方前記ウエハ保持台１の上方側には、当
該ウエハ保持台１と対向するようにプロ−ブカ−ド４が
配置されており、このプロ−ブカ−ド４は、中央に覗き
窓４１を備えたプリント基板４２と、このプリント基板
４２の下面にて覗き窓４１の左右両縁部に設けられ、下
面が傾斜している針固定台４３と、前記プリント基板４
２の下面にて覗き窓４１の左右両側から前記針固定台４
３を越えて中央に向けて斜め下方に延伸するように設け
られた複数のプロ−ブ針５とを備えている。

【００１４】前記覗き窓４１の左右両側の針固定台４３
には、温度制御手段をなす例えば丸棒状のセラミックよ
りなるヒ−タ６が、プロ−ブ針５の配列方向に２本並ぶ
ように前端及び後端から夫々１本ずつ挿入されると共
に、温度センサ例えば熱電対１７が内蔵されている。前
記ヒ−タ６及び熱電対１７は、リ−ド線６１を介して温
度コントロ−ラ６２に接続されており、プロ−ブカ−ド
４とプロ−ブ針５は、このヒ−タ６によって、上述の温
度調整されたウエハＷの温度と同じかそれに近い温度に
例えば６０℃〜１２５℃に予め温度調整される。

【００１５】ここでプロ−ブ針５は、ウエハＷ上に例え
ば一列に並んだ１０個のチップを同時に測定できるよう
に、チップの電極パッドＰの配列に対応して１チップ当
たり左右両側に例えば１０本ずつ合計２００本配列され
ており、針先の配列間隔は、プロ−ブカ−ド４がウエハ
Ｗの温度に相当する例えば６０℃〜１２５℃に加熱され
たときに、例えば６０℃〜１２５℃に加熱されたウエハ
Ｗ上の電極パッドＰの配列間隔に対応するように設定さ
れている。

【００１６】また、前記プロ−ブカ−ド４は、前記イン
サ−トリング２に装着されたコンタクトリング７の下面
にネジ４４により固定されると共に、突出、縮退自在で
常時発条体により突出方向に付勢されている、いわゆる
ポゴピン４５を介して前記コンタクトリング７に電気的
に接続され、更にコンタクトリング７は、閉じられた状
態にあるテスタヘッド３の電極パタ−ンにポゴピン７１
を介して電気的に接続されている。

【００１７】次に、上述の実施例の作用について説明す
る。先ずウエハ保持台１の上面に載置されたウエハＷ
を、ウエハ保持台１の内部に設けられた図示しないヒ−
タ等により例えば６０℃〜１２５℃に加熱する。一方、
ヒ−タ６をオンにしてプロ−ブカ−ド４を例えば６０℃
〜１２５℃に温度制御手段により予備温度調整、即ち予
備加熱する。この場合、プロ−ブカ−ド４の温度は針固
定台４３に内蔵された温度センサの検出温度にもとづい
て温度コントロ−ラ６２により温度制御されて前記６０
℃〜１２５℃に維持される。 この様に温度制御手段を
プロ−ブ針固定台に設けることにより、温度調整の対象
であるプロ−ブ針を直接温度制御でき、前記プロ−ブ針
に温度制御を正確に行うことができると共に、温度制御
手段を小型にしてプロ−ブ針固定台の中に収納すること
を可能とし、短時間でプロ−ブ針の温度を指定温度にす
る急加熱・急冷却を行うことができる。

【００１８】次いでウエハ保持台１を図示しない駆動機
構により上昇させてウエハＷとプロ−ブ針５とを接近さ
せ、顕微鏡やＴＶカメラによりプロ−ブカ−ド４の覗き
窓４１を介して観察しながら例えば１０個のチップの電
極パッドＰに対するプロ−ブ針５のＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向
の位置合わせを行ない、その後プロ−ブ針５と電極パッ
ドＰとを接触させる。その後コンタクトリング７にポゴ
ピン７１を介してテスタヘッド３に接触させ（ただし同
種のウエハを連続的に測定する場合はテスタヘッド３は
コンタクトリング７に接触したままである）、テスタヘ
ッド３に接続された図示しないテスタにより１０個のチ
ップの電気的測定を同時に行なって、チップの良否を判
定する。

【００１９】この場合、前記プロ−ブ針５と電極パッド
Ｐとの接触後は、プロ−ブカ−ド４はヒ−タ６により加
熱されなくても、ウエハＷよりの熱がプロ−ブ針５を通
じて伝熱されてウエハＷと同じ温度か、あるいはそれに
近い温度に維持できるので、ヒ−タ６は省エネルギ−化
およびヒータからのノイズがチップの電気的測定に影響
することも考えられるのでオフにしておく。１枚のウエ
ハの全チップの測定が終了し、その後継続して次のウエ
ハのチップの測定を行なう場合には、前記測定終了後に
ヒ−タ６を再びオンにして、次のウエハがウエハ保持台
１に載せられ、測定の準備ができるまで同様に予備加熱
し、その後同様にして次のウエハのチップの測定を行な
う。

【００２０】このような実施例によれば、一列に並ぶ例
えば１０個のチップの全ての電極パッドＰの配列に対応
してプロ−ブ針５が並んでいるため、１回の測定におけ
る測定領域（針立の領域）が可成り広いが、プロ−ブ針
５の針先の配列間隔を既述したように設定すると共に、
プロ−ブカ−ド４をウエハＷの温度かまたはそれに近い
温度に予備加熱しているため、図４に示すようにヒ−タ
６がオフのときには、ある位置におけるプロ−ブ針５の
針先の配列間隔は、高温状態にあるウエハＷ上の電極パ
ッドＰの配列間隔よりも例えばＣだけ小さいが、ヒ−タ
６をオンにすると、プロ−ブ針５の針先の配列間隔が熱
膨張により広がって電極パッドＰの配列間隔に対応し、
従ってこの状態でプロ−ブ針５を電極パッドＰに接触さ
せると、いずれのプロ−ブ針５についてもその針先は各
電極パッドＰに確実に接触し、即ち電極パッドＰの所定
領域内に収まり、この結果精度の高い測定を行なうこと
ができる。

【００２１】また仮にプロ−ブカ−ド４を予備加熱する
ことなくウエハＷに接触させた場合には、プローブ針５
からの針先が電極パッドＰの所定領域外へ接触するおそ
れがあり、またはプロ−ブ針５がウエハＷに接触した状
態で針先間隔が広がるのでチップを損傷してしまうが、
上述の実施例のようにプロ−ブ針５がウエハＷに接触す
る前にプロ−ブカ−ド４を予備加熱すれば、チップを傷
つける恐れがない。そして、このように多チップ同時測
定を行なうことにより、ウエハＷに対するプロ−ブ針５
の移動回数を減らすことができるのでスル−プットを向
上させることができる。

【００２２】以上の実施例において、ヒ−タ６は、針固
定台４３の内部に設けることに限られるものではなく、
例えばプリント基板４２に埋設したり、あるいはプリン
ト基板４２の上面に接触または近接して設けても良い。
また、予備温度調整手段としては上述のようにプロ−ブ
カ−ド４側に設けたヒ−タ６に限られるものではなく、
例えば図３に鎖線で示すようにウエハ保持台１に隣接し
て設置したホットプレ−ト８等を用いることもでき、こ
の場合にはプロ−ブ針５をウエハＷに接触させる前にホ
ットプレ−ト８に接触させて、ホットプレ−ト８よりの
熱をプロ−ブ針５を介してプロ−ブカ−ド４全体を予備
加熱すればよい。更に、プロ−ブカ−ド４を予備加熱す
るためには、ヒ−タ６やホットプレ−ト８等を設けるこ
となく、既に高温状態にされたウエハＷの一列目のチッ
プにプロ−ブ針５を接触させて、プロ−ブカ−ド４を予
備加熱するようにしてもよく、この場合には当該チップ
は、プロ−ブカ−ド４の熱膨張によりプロ−ブ針５の針
先がチップ上を擦過して傷つけられるおそれが大きいた
め、これらチップについてはプロ−ブカ−ド４の予備温
度調整のためだけに用いればよい。

【００２３】更にまた本発明では、ウエハＷを加熱した
状態で測定する場合に限られるものではなく、常温より
も低い温度に冷却して測定する場合にも適用することが
でき、この場合には、プロ−ブカ−ド４をウエハＷの温
度に対応する温度に予め冷却するための温度制御手段と
しての予備冷却手段を設ければよい。

【００２４】なお本発明では、１回に測定するチップ数
は多チップに限られるものではなく、１チップを対象と
しても良く、被検査体としてはウエハに限らずＬＣＤ基
板などであっても良い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１、２の発明によれば、プロ−ブ
針の針先は、温度調整された被検査体の温度と同じかそ
れに近い温度にプロ−ブカ−ドを予備温度調整したとき
に、被検査体の電極パッドの配列と対応するように配列
されているため、プロ−ブ針と電極パッドとを接触させ
る前にプロ−ブカ−ドを予備温度調整することにより、
プロ−ブ針の針先の配列は電極パッドの配列に対応し、
プロ−ブ針を電極パッドに確実に接触させることがで
き、精度の高い測定を行なうことができる。

【００２６】請求項３の発明によれば、上述の効果に加
えて次のような効果がある。即ち予備温度調整手段はプ
ローブ針固定台に内蔵したヒ−タであるため、プロ−ブ
カ−ドの上面やウエハ保持台の周囲に独立して専用の設
置スペ−スを確保する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るプロ−ブ装置の要部を示
す断面図である。

【図２】本発明の実施例に係るプロ−ブ装置の外観を示
す外観斜視図である。

【図３】本発明の実施例に係るプロ−ブ装置の要部を示
す斜視図である。

【図４】本発明の実施例の作用を説明するための作用説
明図である。

【図５】従来のプロ−ビング方法の作用を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１ ウエハ保持台 ４ プロ−ブカ−ド ４３ 針固定台 ５ プロ−ブ針 ６ ヒ−タ ６１リ−ド線 ６２ 温度コントロ−ラ ８ ホットプレ−ト Ｐ 電極パッド Ｗ ウエハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度調整された被検査体の電極パッド
   に、プロ−ブカ−ドに配列された複数のプロ−ブ針を夫
   々接触させて電気的測定を行なうプロ−ビング方法にお
   いて、 温度調整された被検査体の温度またはそれに近い温度に
   プロ−ブカ−ドが温度調整されたときに、前記プロ−ブ
   針の針先の配列が前記被検査体の電極パッドの配列に対
   応するようにプロ−ブ針を配列し、 プロ−ブ針が被検査体に接触する前に、プロ−ブカ−ド
   を前記被検査体の温度またはそれに近い温度に温度制御
   手段で予備温度調整することを特徴とするプロ−ビング
   方法。
2. 【請求項２】 温度調整された被検査体の電極パッド
   に、プロ−ブカ−ドに配列された複数のプロ−ブ針を夫
   々接触させて電気的測定を行なうプロ−ブ装置におい
   て、 温度調整された被検査体の温度またはそれに近い温度に
   プロ−ブカ−ドが温度調整されたときに、前記プロ−ブ
   針の針先の配列が前記被検査体の電極パッドの配列に対
   応するように配列されたプロ−ブ針と、 プロ−ブ針が被検査体に接触する前に、プロ−ブカ−ド
   を前記被検査体の温度またはそれに近い温度に予備温度
   調整するための温度制御手段と、 を設けたことを特徴とするプロ−ブ装置。
3. 【請求項３】 温度制御手段はプロ−ブカ−ドに設けら
   れた針固定台に内蔵したヒ−タである請求項２記載のプ
   ロ−ブ装置。