JPH06230030A - シリコンウェハを利用したプローブカード - Google Patents
シリコンウェハを利用したプローブカードInfo
- Publication number
- JPH06230030A JPH06230030A JP1432793A JP1432793A JPH06230030A JP H06230030 A JPH06230030 A JP H06230030A JP 1432793 A JP1432793 A JP 1432793A JP 1432793 A JP1432793 A JP 1432793A JP H06230030 A JPH06230030 A JP H06230030A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe card
- silicon wafer
- metal
- wafer
- dut
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体集積回路のウェハ状態での試験に利用
されるプローブカードのうち、シリコンウェハを利用し
て作成されるプローブカードにおいて、プローブカード
上の金属層と測定される集積回路上の電極用金属との接
触抵抗を低減する。 【構成】 プローブカードにおいて、シリコンウェハ１
が支持体となる。被測定素子（ＤＵＴ）の金属パッドに
押しあてられる金属層４は、測定に必要となるＤＵＴの
上の金属パッドの数だけ用意される。透明絶縁膜３は、
金属層４を保持する役割、シリコンウェハの上側から空
気圧を印加する際にもれを生じないように封止する役
割、ＤＵＴ上の金属パッドの位置をプローブカードの上
から見ることができるようにする役割、および、支持体
となるシリコンウェハを異方性エッチングするときのエ
ッチストップ層としての役割をする。
されるプローブカードのうち、シリコンウェハを利用し
て作成されるプローブカードにおいて、プローブカード
上の金属層と測定される集積回路上の電極用金属との接
触抵抗を低減する。 【構成】 プローブカードにおいて、シリコンウェハ１
が支持体となる。被測定素子（ＤＵＴ）の金属パッドに
押しあてられる金属層４は、測定に必要となるＤＵＴの
上の金属パッドの数だけ用意される。透明絶縁膜３は、
金属層４を保持する役割、シリコンウェハの上側から空
気圧を印加する際にもれを生じないように封止する役
割、ＤＵＴ上の金属パッドの位置をプローブカードの上
から見ることができるようにする役割、および、支持体
となるシリコンウェハを異方性エッチングするときのエ
ッチストップ層としての役割をする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の試験
に利用されるプローブカードの改良に関する。
に利用されるプローブカードの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の機能試験は、集積回路
が形成されたシリコン・チップを切り出してパッケージ
に搭載する前に、ウェハの状態で行われる。図２に示す
ように、ウェハ状態でのテストにおいて使用される主な
ハードウェアは、テスト・プログラムを実行するテスタ
ー５、ウェハの位置を機械的に調整するプローバー６、
プローバーに載せられたウェハ７上に位置する被テスト
素子（以下、本明細書においてはＤＵＴ（Device Under
Test の略）と表現する）８、および、ＤＵＴとテスタ
ーの間を電気的につなぐプローブカード９である。
が形成されたシリコン・チップを切り出してパッケージ
に搭載する前に、ウェハの状態で行われる。図２に示す
ように、ウェハ状態でのテストにおいて使用される主な
ハードウェアは、テスト・プログラムを実行するテスタ
ー５、ウェハの位置を機械的に調整するプローバー６、
プローバーに載せられたウェハ７上に位置する被テスト
素子（以下、本明細書においてはＤＵＴ（Device Under
Test の略）と表現する）８、および、ＤＵＴとテスタ
ーの間を電気的につなぐプローブカード９である。
【０００３】従来のプローブカードは、図３に示すよう
に、プリント基板１３上に微細なプローブ１２がはんだ
付けされた構造になっており、このプローブ１２の先端
は試験時にはＤＵＴ１５上の金属パッド１４に接触し、
もう一端はプリント基板上の金属層１１にはんだ付けさ
れて、コネクタなどを通してテスターに接続される。こ
のプローブカードでは、集積回路の高集積化と高速化に
ともなって２つの問題が発生してきた。１つは、プロー
ブカード上のプローブの数が２００以上になってくる
と、プローブ間の間隔や高さの公差を実用レベルに位置
することが困難になってきたという機械的な制約であ
る。もう１つは、プローブが１０ｎＨ程度のインダクタ
ンスを持つために、高速な信号を伝えられなかったり、
電源／接地ラインにノイズが生じたり、プローブ間にク
ロストークが生じて、集積回路で実際に使われる周波数
で試験できなくなってきたという電気的な制約である
（FaridMatta, Hewlett-Packard Journal, pp.75-85, J
une 1990 ）。
に、プリント基板１３上に微細なプローブ１２がはんだ
付けされた構造になっており、このプローブ１２の先端
は試験時にはＤＵＴ１５上の金属パッド１４に接触し、
もう一端はプリント基板上の金属層１１にはんだ付けさ
れて、コネクタなどを通してテスターに接続される。こ
のプローブカードでは、集積回路の高集積化と高速化に
ともなって２つの問題が発生してきた。１つは、プロー
ブカード上のプローブの数が２００以上になってくる
と、プローブ間の間隔や高さの公差を実用レベルに位置
することが困難になってきたという機械的な制約であ
る。もう１つは、プローブが１０ｎＨ程度のインダクタ
ンスを持つために、高速な信号を伝えられなかったり、
電源／接地ラインにノイズが生じたり、プローブ間にク
ロストークが生じて、集積回路で実際に使われる周波数
で試験できなくなってきたという電気的な制約である
（FaridMatta, Hewlett-Packard Journal, pp.75-85, J
une 1990 ）。
【０００４】こうした問題を解決するために、シリコン
ウェハ上に集積回路製造技術とマイクロマシーン技術を
利用してプローブカードを作成した例が発表され始め
た。シリコンウェハに作られたプローブカードを、本明
細書ではウェハ・プローブカードと呼ぶことにする。ウ
ェハ・プローブカードでは、１０μｍ以下の形状を持つ
微細なプローブが形成可能となり、その間隔もフォトリ
ソグラフィ技術によって精密に制御でき、かつ、短いプ
ローブの実現によって寄生インダクタンスを低減できる
ため、従来のプローブカードで生じていた機械的、電気
的な問題をクリアすることができる。また、シリコン基
板上にプローブとともにテスト用の集積回路を設けるこ
とによって、高速化の障害となる容量負荷を大幅に低減
できる。
ウェハ上に集積回路製造技術とマイクロマシーン技術を
利用してプローブカードを作成した例が発表され始め
た。シリコンウェハに作られたプローブカードを、本明
細書ではウェハ・プローブカードと呼ぶことにする。ウ
ェハ・プローブカードでは、１０μｍ以下の形状を持つ
微細なプローブが形成可能となり、その間隔もフォトリ
ソグラフィ技術によって精密に制御でき、かつ、短いプ
ローブの実現によって寄生インダクタンスを低減できる
ため、従来のプローブカードで生じていた機械的、電気
的な問題をクリアすることができる。また、シリコン基
板上にプローブとともにテスト用の集積回路を設けるこ
とによって、高速化の障害となる容量負荷を大幅に低減
できる。
【０００５】図４は、Beileyらによって発表されたウェ
ハ・プローブカードを示している。シリコンウェハ１６
上に透明絶縁膜１７を形成し、絶縁膜中に金属層１８を
通し、ＤＵＴ上の金属パッドと接する部分にはＷ（タン
グステン）の薄膜を盛り上げている（Ｗの盛り上った部
分をＷチップ１９と呼ぶ）。図３に示した従来のプロー
ブカードでは、プローバーを使用してウェハを持ち上げ
ることによって、プローブ１２とＤＵＴ上の金属パッド
１４との間の電気的なコンタクトをとっていた。この
時、プローブ１２がＤＵＴ上の金属パッド１４に対して
浅い角度を持っているために、プローブ１２が金属パッ
ド１４と接する際に、機械的に擦りあうことによって、
金属表面の自然酸化膜が除去されていた。ところが、Be
ileyらの示したウェハ・プローブカードでは、基板の裏
側から空気圧を印加し、かつ、プローブとなるＷチップ
１９と金属パッドの間に電気的なストレスを加えること
によって、自然酸化膜を破壊してＷチップ１９と金属パ
ッドの間のコンタクト抵抗を下げていた（Beileyら、Di
gests of Multichip Module Conf., pp.28-31, 199
2）。
ハ・プローブカードを示している。シリコンウェハ１６
上に透明絶縁膜１７を形成し、絶縁膜中に金属層１８を
通し、ＤＵＴ上の金属パッドと接する部分にはＷ（タン
グステン）の薄膜を盛り上げている（Ｗの盛り上った部
分をＷチップ１９と呼ぶ）。図３に示した従来のプロー
ブカードでは、プローバーを使用してウェハを持ち上げ
ることによって、プローブ１２とＤＵＴ上の金属パッド
１４との間の電気的なコンタクトをとっていた。この
時、プローブ１２がＤＵＴ上の金属パッド１４に対して
浅い角度を持っているために、プローブ１２が金属パッ
ド１４と接する際に、機械的に擦りあうことによって、
金属表面の自然酸化膜が除去されていた。ところが、Be
ileyらの示したウェハ・プローブカードでは、基板の裏
側から空気圧を印加し、かつ、プローブとなるＷチップ
１９と金属パッドの間に電気的なストレスを加えること
によって、自然酸化膜を破壊してＷチップ１９と金属パ
ッドの間のコンタクト抵抗を下げていた（Beileyら、Di
gests of Multichip Module Conf., pp.28-31, 199
2）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Beileyらの結果によれ
ば、プローブの大きさが６０μｍ×４０μｍの場合に
は、電気的なストレスとして１００ｍＡの電流を流して
も、得られるコンタクト抵抗は１ｏｈｍ／ｃｍ2 程度で
あり、より微細なプローブ・サイズ（９μｍ×６μｍ）
におけるコンタクト抵抗の５倍以上の大きさであった。
ば、プローブの大きさが６０μｍ×４０μｍの場合に
は、電気的なストレスとして１００ｍＡの電流を流して
も、得られるコンタクト抵抗は１ｏｈｍ／ｃｍ2 程度で
あり、より微細なプローブ・サイズ（９μｍ×６μｍ）
におけるコンタクト抵抗の５倍以上の大きさであった。
【０００７】我々の発明は、ウェハ・プローブカードと
ＤＵＴ上の金属パッドの間に生じるコンタクト抵抗の低
減を第一の目的とする。
ＤＵＴ上の金属パッドの間に生じるコンタクト抵抗の低
減を第一の目的とする。
【０００８】
【課題を解決しようとするための手段】我々は、ウェハ
・プローブカードにおけるコンタクト抵抗を下げるため
に、図１に示すように、プローブの先端を尖った形に加
工した。この尖った先端部をＤＵＴ上のパッドに押しあ
てることによって、金属上の自然酸化膜の破壊を容易に
した。
・プローブカードにおけるコンタクト抵抗を下げるため
に、図１に示すように、プローブの先端を尖った形に加
工した。この尖った先端部をＤＵＴ上のパッドに押しあ
てることによって、金属上の自然酸化膜の破壊を容易に
した。
【０００９】
【作用】以下図１を用いて、本発明のウェハ・プローブ
カードを解説する。シリコンウェハ１は、ウェハ・プロ
ーブカードの支持体に当たる。ＤＵＴに押しあてられる
金属層４は、基本的には測定に必要となるＤＵＴ上のパ
ッドの数だけ用意される。この先端の尖った形状は、シ
リコンの異方性エッチング技術を用いて形成することが
できる。透明絶縁膜３は、金属層４を保持する役割、シ
リコンウェハの上側から空気圧を印加する際にもれを生
じないように封止する役割、ＤＵＴ上の金属パッドの位
置をウェハ・プローブカードの上から見ることができる
ようにする役割、および、シリコンウェハの異方性エッ
チング時のストップ層としての役割をしている。
カードを解説する。シリコンウェハ１は、ウェハ・プロ
ーブカードの支持体に当たる。ＤＵＴに押しあてられる
金属層４は、基本的には測定に必要となるＤＵＴ上のパ
ッドの数だけ用意される。この先端の尖った形状は、シ
リコンの異方性エッチング技術を用いて形成することが
できる。透明絶縁膜３は、金属層４を保持する役割、シ
リコンウェハの上側から空気圧を印加する際にもれを生
じないように封止する役割、ＤＵＴ上の金属パッドの位
置をウェハ・プローブカードの上から見ることができる
ようにする役割、および、シリコンウェハの異方性エッ
チング時のストップ層としての役割をしている。
【００１０】集積回路の試験時には、プローバーを用い
て金属層４をＤＵＴ上の金属パッドに押しあてる。金属
層４からテスターへの配線は、ウェハ上にコネクタをは
んだ付けするなど任意の手法を用いることができる。ま
た、従来の技術の項で述べたように、シリコンウェハ上
に測定用の集積回路を作成し、測定結果を外部に取り出
すことも可能である。
て金属層４をＤＵＴ上の金属パッドに押しあてる。金属
層４からテスターへの配線は、ウェハ上にコネクタをは
んだ付けするなど任意の手法を用いることができる。ま
た、従来の技術の項で述べたように、シリコンウェハ上
に測定用の集積回路を作成し、測定結果を外部に取り出
すことも可能である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図５を用いて説明す
る。
る。
【００１２】最初に、図５（ａ）に示すような（１０
０）の結晶方位を持つシリコンウェハ２０を用意する。
導電型はｎ型でもｐ型でも構わない。次に、（ｂ）に示
すようにシリコン表面を酸化し、フォトリソグラフィに
よって、金属層の尖った部分を形成する位置に、正方形
のシリコン酸化膜２２を残す。この時、裏面の酸化膜は
保護膜として残しておく。この状態でＫＯＨのようなシ
リコンの異方性エッチング液の中に浸漬することを使っ
てエッチングすると、（ｃ）に示したように表面にピラ
ミッド状に尖ったシリコン領域が形成される。この後、
表面と裏面の酸化膜を除去すると、（ｄ）に示した構成
が得られる。
０）の結晶方位を持つシリコンウェハ２０を用意する。
導電型はｎ型でもｐ型でも構わない。次に、（ｂ）に示
すようにシリコン表面を酸化し、フォトリソグラフィに
よって、金属層の尖った部分を形成する位置に、正方形
のシリコン酸化膜２２を残す。この時、裏面の酸化膜は
保護膜として残しておく。この状態でＫＯＨのようなシ
リコンの異方性エッチング液の中に浸漬することを使っ
てエッチングすると、（ｃ）に示したように表面にピラ
ミッド状に尖ったシリコン領域が形成される。この後、
表面と裏面の酸化膜を除去すると、（ｄ）に示した構成
が得られる。
【００１３】続いて、（ｅ）に示すように、透明絶縁膜
を形成するために、ウェハ全体を酸化しシリコン酸化膜
２３を形成する。さらに、この上に金属膜を堆積し、フ
ォトリソグラフィによって必要な形状に加工し、（ｆ）
に示した金属層２４を得る。さらに、裏面にエッチング
の保護膜を設け、フォトリソグラフィによってシリコン
ウェハを薄膜化除去する領域の保護膜を除去する。最後
に、透明絶縁膜となる酸化膜２３をエッチストップ層と
して異方性エッチングを行うと、（ｇ）に示すような構
造が得られる。この構造は図１に示したウェハ・プロー
ブカードの構造と同等である。
を形成するために、ウェハ全体を酸化しシリコン酸化膜
２３を形成する。さらに、この上に金属膜を堆積し、フ
ォトリソグラフィによって必要な形状に加工し、（ｆ）
に示した金属層２４を得る。さらに、裏面にエッチング
の保護膜を設け、フォトリソグラフィによってシリコン
ウェハを薄膜化除去する領域の保護膜を除去する。最後
に、透明絶縁膜となる酸化膜２３をエッチストップ層と
して異方性エッチングを行うと、（ｇ）に示すような構
造が得られる。この構造は図１に示したウェハ・プロー
ブカードの構造と同等である。
【００１４】
【発明の効果】本発明によって、ウェハ・プローブカー
ド上の金属層とＤＵＴ上の金属パッド間のコンタクト抵
抗が低減でき、プローブカードの機械的精度の向上と、
ウェハ状態での集積回路の試験を高速化することができ
る。
ド上の金属層とＤＵＴ上の金属パッド間のコンタクト抵
抗が低減でき、プローブカードの機械的精度の向上と、
ウェハ状態での集積回路の試験を高速化することができ
る。
【図１】は、本発明のウェハ・プローブカードの構成を
示す概略断面図、
示す概略断面図、
【図２】は、ウェハ状態での集積回路の試験を示す模式
図、
図、
【図３】は、従来のプローブカードとＤＵＴ上の金属パ
ッドとの関係を示す図、
ッドとの関係を示す図、
【図４】は、Beileyらの報告したウェハ・プローブカー
ドの概略断面図、
ドの概略断面図、
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施例を示す概略
工程断面図である。
工程断面図である。
１…シリコンウェハ、３…透明絶縁膜、４…金属層、５
…テスター、６…プローバー、７…ウェハ、８…ＤＵ
Ｔ、９…プローブカード、１０…接地面、１１…金属
層、１２…プローブ、１３…プリント基板、１４…金属
パッド、１５…ＤＵＴ、１６…シリコンウェハ、１７…
透明絶縁膜、１８…金属層、１９…Ｗチップ、２０…シ
リコンウェハ、２２…酸化膜、２３…酸化膜、２４…金
属層。
…テスター、６…プローバー、７…ウェハ、８…ＤＵ
Ｔ、９…プローブカード、１０…接地面、１１…金属
層、１２…プローブ、１３…プリント基板、１４…金属
パッド、１５…ＤＵＴ、１６…シリコンウェハ、１７…
透明絶縁膜、１８…金属層、１９…Ｗチップ、２０…シ
リコンウェハ、２２…酸化膜、２３…酸化膜、２４…金
属層。
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコンウェハ１に形成されたプローブ
カードにおいて、先端が尖った金属層４と、それを保持
するための透明絶縁層３を持つことを特徴とするプロー
ブカード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1432793A JPH06230030A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | シリコンウェハを利用したプローブカード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1432793A JPH06230030A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | シリコンウェハを利用したプローブカード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230030A true JPH06230030A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11857981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1432793A Withdrawn JPH06230030A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | シリコンウェハを利用したプローブカード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06230030A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034000A1 (fr) * | 1994-06-03 | 1995-12-14 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de connexion et sa fabrication |
| JPH09178777A (ja) * | 1995-12-21 | 1997-07-11 | Soushiyou Tec:Kk | プローブユニット |
| US6307392B1 (en) | 1997-10-28 | 2001-10-23 | Nec Corporation | Probe card and method of forming a probe card |
| US6511857B1 (en) | 1998-03-19 | 2003-01-28 | Hitachi, Ltd. | Process for manufacturing semiconductor device |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP1432793A patent/JPH06230030A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034000A1 (fr) * | 1994-06-03 | 1995-12-14 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de connexion et sa fabrication |
| JPH09178777A (ja) * | 1995-12-21 | 1997-07-11 | Soushiyou Tec:Kk | プローブユニット |
| US6307392B1 (en) | 1997-10-28 | 2001-10-23 | Nec Corporation | Probe card and method of forming a probe card |
| US6511857B1 (en) | 1998-03-19 | 2003-01-28 | Hitachi, Ltd. | Process for manufacturing semiconductor device |
| US7119362B2 (en) | 1998-03-19 | 2006-10-10 | Renesas Technology Corp. | Method of manufacturing semiconductor apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6912778B2 (en) | Methods of fabricating full-wafer silicon probe cards for burn-in and testing of semiconductor devices | |
| US7488899B2 (en) | Compliant contact pin assembly and card system | |
| US5929521A (en) | Projected contact structure for bumped semiconductor device and resulting articles and assemblies | |
| US5843844A (en) | Probe sheet and method of manufacturing the same | |
| US5221895A (en) | Probe with microstrip transmission lines | |
| KR100733945B1 (ko) | 실리콘 핑거 접촉기를 갖는 접촉 구조체 및 그 제조 방법 | |
| US6028436A (en) | Method for forming coaxial silicon interconnects | |
| JPH0369131A (ja) | 半導体集積回路試験用プローブおよび該プローブを用いる試験工程を含む半導体装置の製造方法 | |
| JPH0833413B2 (ja) | 試験用プロ−ブ | |
| WO1999038229A1 (en) | Robust, small scale electrical contactor | |
| KR20040048253A (ko) | 외팔보 형태의 프로브 카드 및 그 제조 방법 | |
| KR20000024688A (ko) | 수직형미세탐침카드 | |
| JPH06230030A (ja) | シリコンウェハを利用したプローブカード | |
| JPH06213930A (ja) | シリコンウェハを利用したプローブカード | |
| JP2011009407A (ja) | 半導体装置、電子部品、半導体装置の製造方法 | |
| JP3784334B2 (ja) | 半導体素子検査装置 | |
| JPH0750325A (ja) | プローブ装置 | |
| CN118248667A (zh) | 半导体器件 | |
| JPH0576771B2 (ja) | ||
| JP2816695B2 (ja) | 固定プローブボード | |
| JP2004214518A (ja) | 半導体素子検査装置及び半導体装置の製造方法 | |
| JPS6353937A (ja) | 集積回路チツプ実装方式 | |
| JPH10221376A (ja) | 半導体検査方法 | |
| JP2004207412A (ja) | 半導体装置の検査装置及び製造方法 | |
| JPH06310560A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |