JPH062266Y2 - エッジセンサー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エッジセンサーに関し、例えば固定プロー
ブボードに実装されるエッジセンサーに利用して有効な
技術に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体集積回路装置は、それが半導体ウェハ上に碁盤目
状に完成された段階で、所望の電気的特性ないし回路機
能を備えているか否かが検査される。このプロービング
工程においては、細い線条の針で構成されたプローブ針
を半導体チップのボンディングパッドに押し当ててテス
ターと半導体チップとの電気的接続を行う。

上記プローブ針は、測定すべき半導体チップの電極の配
列に高精度に位置合わせされてプリント基板に固定され
る。上記半導体ウェハは、測定載置台（Ｘ，Ｙステー
ジ）が半導体チップ（半導体集積回路）の１個分のピッ
チに合わせてＸ及び／又はＹ方向に移動させられること
によって、上記碁盤目状に形成される個々の半導体チッ
プの検査が連続的に行われる。このような測定載置台の
移動制御のために、エッジセンサーが用いられる。例え
ば、上記プローブ針が半導体ウェハの面から外れたこと
を検出すると、上記測定載置台をＹ方向に１チップ分移
動させるとともに、Ｘ方向の移動を逆転させるものであ
る。

上記のエッジセンサーに関しては、例えば実公昭５９−
８３５６号公報がある。このエッジセンサーは、エッジ
センサーを構成するプローブ針に測定すべき半導体ウェ
ハの電位のあるパッド等に接触することによって生じる
誤動作を回避するために３本のプローブ針を用いてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記のエッジセンサーは、動作バネとしてのプローブ針
が半導体ウェハの表面に接触してから、ウェハ面が更に
Ｚアップを続けて受けバネとしてのプローブ針が調整バ
ネとしてのプローブ針から離れた瞬間の電気信号をとら
える方式になっている。この方式では、調整バネのプリ
テンションの付け方により、調整バネとしてのプローブ
針から受けバネとしてのプローブ針が離れる位置（Ｚ方
向）を調整することができる。しかしながら、電気信号
として取り出すときには、上記２つのプローブ針間の接
触圧が零になったとき、つまり、調整バネとしてのプロ
ーブ針がいわばフラフラの状態であるため、振動等によ
り上記受けバネとしてのプローブ針に再接触してしまう
等のように安定性に問題を有する。また、動作バネとし
てのフローブ針に流れる電流が上記オンウェハの検出信
号と混合してしまうのを防ぐために絶縁リングを必要と
して部品点数及び組立て工数が増加する。

この考案の目的は、簡単な構成で安定した検出出力を得
ることのできるプローブボード用エッジセンサーを提供
することにある。

この考案の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本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。

〔課題を解決するための手段〕

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、基
板から測定すべき半導体ウェハの表面の所定の位置に向
かって延びるとともに、その表面に対向するように折れ
曲がった先端部を有する第１のプローブ針に隣接してそ
れとほゞ平行に延びた第２のプローブ針を設けるととも
に、上記第１のプローブ針の尖端が半導体ウェハの表面
と非接触のときその先端が第１のプローブ針の下側に接
触するとともに上記第２のプローブ針とは非接触とな
り、上記第１のプローブ針の下側に接触するとともに上
記第２のプローブ針とは非接触となり、上記第１のプロ
ーブ針の尖端が半導体ウェハの表面に接触したときその
先端が上記第１のプローブ針と非接触になるとともに上
記第２のプローブ針の下側に接触するように略水平方向
に折れ曲がった先端部を有する第３のプローブ針を上記
第１又は第２のプローブ針に隣接して設ける。

〔作用〕

上記した手段によれば、第２と第３のプローブ針とが接
触した状態でオンウェハ検出信号を得るものであるた
め、安定した信号を得ることができるとともに、第１の
プローブ針は他のフローブ針と非接触になるため絶縁リ
ングが不用になる。

〔実施例〕

第１図には、この考案に係るエッジセンサーの斜視図が
示されている。

第１のプローブ針１は、特に制限されないが、タングテ
スンを主成分とする細い線条で、先端に向かって先細り
のテーパーが設けられる。このプローブ針１は、プリン
ト基板４の下面に設けられた支持体（図示せず）に接着
固定される。そして、プリント基板側の固定端はプリン
ト基板１の下面のプリント配線又は電極（図示せず）に
半田付け等により接続される。上記プローブ針１は、上
記プリント基板１側から測定すべき半導体ウェハに対応
して所定の位置まで延び、先端が約直角に折れ曲がり、
その尖端が半導体ウェハの表面に対向するようにされ
る。このプローブ針１の構成は、例えば、特公昭５９−
４３０９１号公報により記載されているような固定プロ
ーブボードにおける測定用プローブ針と同様な構成にさ
れる。

このプローブ針１にエッジセンサーとしての機能を持た
せるために動作バネとして作用させる。すなわち、プロ
ープ針１に隣接して接触バネとして作用する第２のプロ
ーブ針２が設けられる。このプローブ針２は、後述する
ようなスイッチとして動作させるものであるため、厳密
な意味でのプローブ針では無いが、測定のための本来の
プローブ針を利用しているため便宜的にプローブ針とい
うものである。このことは、後述する第３のプローブ針
３においても同様である。このプローブ針２の先端部
は、測定用のプローブ針の尖端部が作り出す基準面に対
して、その高さが他のプローブ針１や３より高くされ
る。プローブ針２の先端部は折れ曲がっておらず直線的
に延びている。

上記プローブ針２に隣接して受けバネとして作用する第
３のプローブ針３が設けられる。このプローブ針３は、
プリント基板１から直線的に延びた先端部から上記プロ
ーブ針２及びプローブ針１の下側に向かうように横（水
平）方向に折れ曲がった尖端を持つようにされる。この
プローブ針３の尖端は、後述するように、上記動作バネ
として作用する第１のプローブ針１の尖端が半導体ウェ
ハの表面に接触していない状態において、その下側と接
触状態になり、プローブ針２の下側には非接触状態とな
るような構成とされる。これにより、上記プローブ針２
とプローブ針３とはプローブ針１により駆動されるスイ
ッチの接点を構成する。言い換えるならば、プローブ針
２の尖端が固定的な電極として作用し、プローブ針３の
尖端がプローブ針１により駆動される可動電極として作
用するスイッチが構成される。

すなわち、第２図の概略断面図に示すように、ウェハチ
ャックトップＷＣＴがＺ方向にダウン状態にあるとき、
プローブ針１とプローブ針３とが接触し、プローブ針２
は解放状態にある。

第３図の概略断面図に示すように、ウェハチャックトッ
プＷＴＣがＺアップして、Ｚ１だけ上昇すると半導体ウ
ェハＷＦの表面にプローブ針１の尖端が接触してそれを
持ち上がるため、プローブ針１のプリテンションによっ
て押さえ付けられていたプローブ針３の尖端も同様に上
昇する。受けバネとしてのプローブ針３のアップによっ
て接触バネとしてのプローブ針２に接触を開始する。

第４図に示すように、ウェハチャックトップＷＣＴが更
にＺアップして、Ｚ２だけ上昇すると更にドライブがか
かり、プローブ針１はプローブ針３を解放してそれと非
接触になる。この状態ではプローブ針２とプローブ針３
とが相互のテンションに応じた十分な接触圧を持って接
触する。この状態のプローブ針２と３とが接触したこと
を持ってオンウェハ検出信号とする。そして、上記ウェ
ハチャックトップＷＣＴのＺアップに係わらずにプロー
ブ針２と３とが非接触のときエッジ検出信号とする。す
なわち、Ｚアップにしても半導体ウェハＷＦの持つ厚み
の分だけ動作バネとしてのプローブ針１の上昇が無いか
らプローブ針２と３とは非接触のままになるものであ
る。

なお、第４図において、オンウェハでプローブ針１が半
導体ウェハ上に形成された半導体チップの電極に接触し
て、試験のための電流が流れている状態では、プローブ
針１は他のフローブ針２及び３から解放されているか
ら、試験電流が他のプローブ針にリークしたり、逆にプ
ローブ針３に与えられる電圧又は電流が試験電圧又は電
流としてリークするのを防止することができる。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (1)基板から測定すべき半導体ウェハの表面の所定の位
置に向かって延びるとともに、その表面に対向するよう
に折れ曲がった先端部を有する第１のプローブ針に隣接
してそれとほゞ平行に延びた第２のプローブ針を設ける
とともに、上記第１のプローブ針の尖端が半導体ウェハ
の表面と非接触のときその先端が第１のプローブ針の下
側に接触するとともに上記第２のプローブ針とは非接触
となり、上記第１のプローブ針の尖端が半導体ウェハの
表面に接触したときその先端が上記第１のプローブ針と
非接触になるとともに上記第２のプローブ針の下側に接
触するように略水平方向に折れ曲がった先端部を有する
第３のプローブ針を上記第１又は第２のプローブ針に隣
接して設ける。この構成においては、第２と第３のプロ
ーブ針とが接触した状態でオンウェハ検出信号を得るも
のであるため、安定した信号を得ることができるととも
に、第１のプローブ針は他のプローブ針と非接触になる
ため絶縁リングが不用になるという効果が得られる。

(2)上記(1)により、絶縁リングが不用になるから、部品
点数及び組み立て工数を削減することができるという効
果が得られる。

(3)半導体ウェハの表面にその尖端が接触する動作バネ
として作用するプローブ針１の針圧は、それ自体が持つ
バネ性により決定できる。これによって、測定用のプロ
ーブ針と同様な針圧の設定が可能となり針圧を均一にで
きる。これにより、エッジセンサーとしての機能を持つ
プローブ針を含めて多数のプローブ針相互の針圧の設定
が容易になる。すなわち、薄いアルミニュウム層からな
る電極を突き抜けないような最適の針圧に設定できると
ともに、半導体チップに対する不均一な機械的ストレス
によって生じるピエゾ効果による素子の特性を変化させ
なくすることができるから高信頼性の半導体チップのテ
ストが可能になるという効果が得られる。

以上本願考案者によりなされた考案を実施例に基づき具
体的に説明したが、本願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形可
能であることはいうまでもない。例えば、第１図におい
て、プローブ針３はプローブ針１に隣接して設ける構成
としてもよい。この場合、プローブ針３の尖端は右方向
の逆方向に折れ曲がるようにすればよい。また、基板は
プローブ針が設けられるプローブボードの他、エッジセ
ンサーとしての基板であればよい。

この考案は、エッジセンサーとして広く利用できるもの
である。

〔考案の効果〕

本願において開示される考案のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、基板から測定すべき半導体ウェハ表面の所定
の位置に向かって延びるとともに、その表面に対向する
ように折れ曲がった先端部を有する第１のプローブ針に
隣接してそれとほゞ平行に延びた第２のプローブ針を設
けるとともに、上記第１のプローブ針の尖端が半導体ウ
ェハの表面と非接触のときその先端が第１のプローブ針
の下側に接触するとともに上記第２のプローブ針とは非
接触となり、上記第１のプローブ針の尖端が半導体ウェ
ハの表面に接触したときその先端が上記第１のプローブ
針と非接触になるとともに上記第２のプローブ針の下側
に接触するように略水平方向に折れ曲がった先端部を有
する第３のプローブ針を上記第１又は第２のプローブ針
に隣接して設ける。この構成においては、第２と第３の
プローブ針とが接触した状態でオンウェハ検出信号を得
るものであるため、安定した信号を得ることができると
ともに、第１のプローブ針は他のプローブ針と非接触に
なるため絶縁リングが不用になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係るエッジセンサーの一実施例の
斜視図、 第２図ないし第４図は、その動作を説明するための概略
断面図である。 １・・プローブ針（動作バネ）、２・・プローブ針（接
触バネ）、３・・プローブ針（受けバネ）、４・・プリ
ント基板、ＷＦ・・半導体ウェハ、ＷＣＴ・・ウェハチ
ャックトップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基板から測定すべき半導体ウェハの表面の
   所定の位置に向かって延びるとともに、その表面に対向
   するように折れ曲がった先端部を有する動作バネとして
   作用する第１のプローブ針と、上記第１のプローブ針に
   隣接してそれとぼゞ平行に延び接触バネとして作用する
   第２のプローブ針と、上記第１又は第２のプローブ針に
   隣接して設けられ、上記第１のプローブ針の尖端が半導
   体ウェハの表面と非接触のときその先端が第１のプロー
   ブ針の下側に接触するとともに上記第２のプローブ針と
   は非接触となり、上記第１のプロープ針の尖端が半導体
   ウェハの表面に接触したときその先端が上記第１のプロ
   ーブ針と非接触になるとともに上記第２のプローブ針の
   下側に接触するように略水平方向に折れ曲がった先端部
   を有する受けバネとして作用する第３のプローブ針とを
   備え、上記第２と第３のプローブ針の接触の有無により
   半導体ウェハの有無の検出信号とするとともに、上記第
   １のプロープ針は半導体チップのプロービングに利用さ
   れるものであることを特徴とするエッジセンサー。