JPH0720150A

JPH0720150A - プローブカード及びこれを用いた試験装置

Info

Publication number: JPH0720150A
Application number: JP16284293A
Authority: JP
Inventors: Kyohei Tamaki; 京平玉木; Nobuo Iijima; 宣夫飯島; Takao Ono; 貴雄大野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は半導体基板の試験を行うオートプロ
ーバに使用されるプローブカードに関し、ウエハごと又
は複数のチップ単位を一括して試験を行うことを目的と
する。【構成】プローブカード２１を、ウエ上の複数個又は
総ての半導体チップ上の電極部に対応するパッド２３が
形成された基板２２に、該パッドに金線２４の一端を接
続し、球形状の先端部２４ａを表出させてゴム２５を形
成する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板の試験を行
うオートプローバに使用されるプローブカードに関す
る。

【０００２】近年、オートプローバは半導体デバイスの
評価、検査工程の自動化に利用されており、半導体基板
の電極パッドとの接触にプローブカードが使用される。
そして、半導体デバイスの高密度化、微小化により半導
体基板の電極パッドが小さくなる傾向にあり、プローブ
ピンを高密度に配設する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】図７に、従来のプローブカードの構成図
を示す。図７において、プローブカード１１は、中央部
が四角形状に穿孔された薄板１２に、複数本のコンタク
トプローブ１３が配設され、絶縁樹脂１４により固定さ
れたものである。このコンタクトプローブ１３の配設
は、ウエハに複数形成された試験される半導体チップ１
５上のパッド１６の配置、数に対応されている。

【０００４】この各コンタクトプローブ１３は、例えば
タングステンでその先端幅７０μmで形成され、半導体
チップ１５上のパッド１６の密度にもよるが、最小１２
０μm ピッチで並設される。

【０００５】また、上述の半導体チップ１５の温度試験
を行う場合、ステージ１７を加熱することにより、ウエ
ハ（半導体チップ１５）を加熱して行うもので、この条
件下でウエハ上のチップ１５ごとにプローブカード１１
を移動させて試験を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、プローブカード１１を半導体チップ１５ごとのパッ
ド１６上に接触させて試験を行うことから長時間を要す
るという問題がある。これは、半導体チップ１５単位で
はなくウエハ単位でプローブカード１１による試験を行
うのが望ましいが、該プローブカード１１のコンタクト
プローブ１３を、ウエハ全体の半導体チップ１５上のパ
ッド１６の総てに対応させて配置させることが困難なた
めである。

【０００７】また、半導体チップの高密度化に伴って、
パッドピッチが短縮してきており、可能な限りコンタク
トプローブ１３のピッチを狭めて対処しているが、配列
されたコンタクトプローブ１３によるパッド１６へのコ
ンタクトが困難になるという問題がある。

【０００８】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、ウエハごと又は複数のチップ単位を一括して試
験を行うプローブカードを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、ウエハに形
成された複数の半導体チップ上の所定数の電極部に、そ
れぞれ電気的導通させて特性試験を行うためのプローブ
カードにおいて、前記ウエハ上の複数個又は総ての前記
半導体チップの前記特性試験を行う回路パターンを備
え、該回路パターン上に該半導体チップの必要とされる
総ての前記電極部の位置に対応するパッドが形成された
基板と、該パッドに一端が接続され、他端が該総ての電
極部に接触される線部材と、該基板上であって、該線部
材の該電極部に接触する他端を表出させて形成される弾
性部材と、を有する構成とすることにより解決される。

【００１０】

【作用】上述のように、基板はウエハに形成された複数
個又は総ての半導体チップの特性試験を行うための回路
パターンを備えており、該回路パターン上に該ウエハ上
の総ての電極部に対応するパッドが形成される。このパ
ッドには線部材の一端が接続され、該基板上に該線部材
の他端を表出させて弾性部材が形成される。この線部材
の他端が半導体チップ上の電極部に当接する。

【００１１】すなわち、線部材でプローブを構成してお
り、該線部材の可撓性質を弾性部材により支持し、かつ
接触時に加えられる圧力を緩和させる。

【００１２】このようにプローブを線部材で構成可能で
あることから、半導体チップの高密度化に伴う電極部ピ
ッチの短縮に対応可能になると共に、ウエハ上の複数個
又は総ての半導体チップの総ての電極部に対応させて形
成可能となる。すなわち、ウエハごと又は複数のチップ
単位を一括して試験を行うことが可能になるものであ
る。

【００１３】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は側部断面図、図１
（Ｃ）は図１（Ｂ）の部分拡大図である。

【００１４】図１（Ａ）〜（Ｃ）において、プローブカ
ード２１は、ウエハ上に形成された総ての半導体チップ
の電気的特性試験を行うための回路パターン（図示せ
ず）を有する基板２２を備え、四辺に外部装置との入出
力のための端子部２２ａを有する。この基板２２は、例
えばＳｉ（シリコン）基板、セラミック基板、又はプリ
ント基板等である。

【００１５】また、基板２２はその回路パターン上に、
例えば５０〜６０μm 四方のパッド２３が、試験を行う
ウエハ上の複数個又は総ての半導体チップにおける電極
部の数及び位置を対応させて、形成される。

【００１６】パッド２３上には、プローブの役割をなす
線部材として数十μm 径の金線２４の一端が接続される
もので、この接続は通常のワイヤボンディング工程で行
われる。そして、金線２４の他端の各端部２４ａがトー
チ等により球形状に形成される。なお、金線２６に代え
て、アルミニウム（Ａｌ）線若しくは銅（Ｃｕ）線を用
いてもよく、又はタングステンを用いてもよい。

【００１７】また、基板２２上に、金線２４の先端部２
４ａを表出させて絶縁性の弾性部材であるゴム２５が形
成される。このゴム２５が金線２４の可撓性質を支持す
ると共に、後述するウエハの電極部と当接するときの圧
力を緩和する役割を果たす。なお、弾性部材として、ゴ
ムに代えて弾性の樹脂を用いてもよい。

【００１８】そして、基板２２が端子部２２ａを延出さ
せて保持体２６に被包される。保持体２６の四隅には、
ウエハへの当接時における位置決めのためのピン２６ａ
が形成される。

【００１９】次に、図２に、本発明の一適用例の構成図
を示す。図２は試験装置３１を示したもので、位置決め
手段であるマニュピレータ（又はＸＹθテーブル）３２
の支持部３２ａ上に、例えば半導体チップが複数形成さ
れたウエハ３３を被測定物として載置させる。

【００２０】このマニュピレータ３２における支持部３
２ａの先端付近には、固着手段であるチャック部３４，
及び該チャック部３４の外周に一体で形成される固定手
段であるセットブロック３５が貫通状態で配置され、セ
ットブロック３５はベース３６に固定される。

【００２１】支持部３２ａ内にはウエハ３３を吸着する
ための孔３２ｂが形成されて図示しないバキュームに連
結され、またチャック部３４が複数の孔３４ａが形成さ
れてバキュームに連結される。セットブロック３５に
は、図１（Ｂ）に示すピン２６ａに対応する嵌合孔３５
ａが形成される。マニュピレータ３２は、支持部３２ａ
を水平面上のＸＹθに移動させると共に、縦方向（Ｚ方
向）に昇降させる。

【００２２】また、ウエハ３３が載置される上方に、カ
メラ３７が位置するようにベース３６より支柱３８を介
して取り付けられる。

【００２３】このような試験装置３１は、まず、支持部
３２ａ上にウエハ３３が載置され、孔３２ｂを介して吸
着固定される。そして、カメラ３７でモニタ確認しなが
ら、ウエハ３３をチャック部３４（セットブロック３
５）に対してマニュピレータ３２よりＸＹθの三方向で
位置合せが行われる。

【００２４】位置合せが完了すると、支持部３２ａを下
降させ、ウエハ３３をチャック部３４上に載置させ、孔
３４ａにより吸着固定される。

【００２５】そして、図１に示すプローブカード２１を
ウエハ３３上に位置させるにあたり、保持体２６のピン
２６ａをセットブロック３５の嵌合孔３５ａに嵌合させ
て位置決めされるものである。

【００２６】そこで、図３及び図４に、プローブカード
のコンタクトの説明図を示す。ここで、ウエハ３３に形
成される半導体チップ４０には電極部として半球状のバ
ンプ４１が形成される。

【００２７】すなわち、図３に示すように、プローブカ
ード２１に設けられる金線２４（先端部２４ａ）は、ウ
エハ３３の総ての半導体チップ４０のバンプ４１に対応
しており、試験装置３１におけるマニュピレータ３２に
よりウエハ３３が位置合せされ、セットブロック３５の
嵌合孔３５ａでプローブカード２１の位置決めが行われ
る（図５参照）。

【００２８】そして、図４に示すように、バンプ４１と
対応する金線２４の先端部２４ａが所定の圧力で当接さ
れる。この圧力により金線２４は撓むが、ゴム２５によ
り緩和されるものである。

【００２９】ここで、図５に、図２の測定状態の説明図
を示す。図３及び図４に示すようにウエハ３３上にプロ
ーブカード２１が位置決め固定されると、チャック部３
４の下方に、例えばバーンインによるウエハ３３の電気
的特性試験を行うための条件設定手段である加熱冷却装
置４２が付設される。そして、加熱冷却装置４２により
加熱と冷却を繰り返して、ウエハ３３における総ての半
導体チップ４０を一括して温度サイクル試験を行うもの
である。

【００３０】また、図６に、本発明の変形例の説明図を
示す。図６は、ウエハ３３における半導体チップ４０に
形成される電極部を平面電極４３とした場合を示したも
ので、何れの電極部の形状に拘らずに対応させることが
できるものである。

【００３１】このように、ワイヤボンディング等の技術
により高密度にプローブを金線２４等で配設することが
できることから、ウエハ３３に形成される半導体チップ
４０の全部又は複数個分の総ての必要とされる電極部に
対応させて高密度パッケージングのプローブカード２１
を形成することができる。これに伴い、バーンイン装置
等の外部で高集積のウエハに対して一度にコンタクトさ
せ、ウエハごとに一括して試験、バーンイン、温度サイ
クル試験を行うことができ、工数の削減を図ることがで
きるものである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウエハ上
の複数個又は総ての半導体チップ上の電極部に対応する
パッドが形成された基板に、該パッドに線部材の一端を
接続し、他端を表出させて弾性部材を形成させることに
より、ウエハごと又は複数のチップ単位で一括して試験
を行うことができ、工数の削減を図ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の一適用例の構成図である。

【図３】プローブカードのコンタクトの説明図（１）で
ある。

【図４】プローブカードのコンタクトの説明図（２）で
ある。

【図５】図２の測定状態の説明図である。

【図６】本発明の変形例の説明図である。

【図７】従来のプローブカードの構成図である。

【符号の説明】

２１プローブカード２２基板２２ａ端子部２３パッド２４金線２４ａ先端部２５ゴム２６保持体２６ａピン３１試験装置３２マニュピレータ３２ａ支持部３３ウエハ３４チャック部３５セットブロック４０半導体チップ４１バンプ４２加熱冷却装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハ（３３）に形成された複数の半導
体チップ（４０）上の所定数の電極部（４１）に、それ
ぞれ電気的導通させて特性試験を行うためのプローブカ
ードにおいて、前記ウエハ（３３）上の複数個又は総ての前記半導体チ
ップ（４０）の前記特性試験を行う回路パターンを備
え、該回路パターン上に該半導体チップ（４０）の必要
とされる総ての前記電極部（４１）の位置に対応するパ
ッド（２３）が形成された基板（２２）と、該パッド（２３）に一端が接続され、他端が該総ての電
極部（４１）に接触される線部材（２４）と、該基板（２２）上であって、該線部材（２４）の該電極
部（４１）に接触する他端（２４ａ）を表出させて形成
される弾性部材（２５）と、を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】前記線部材（２４）における前記電極部
（４１）に接触される他端（２４ａ）が球状に形成され
ることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項３】被測定物（３３）に形成される電極部
（４１）に接触子を当接させて該被測定物（３３）の所
定条件下での電気的特性を測定する試験装置において、前記被測定物（３３）を載置させ、所定の位置に位置合
せを行う位置決め手段（３２，３２ａ）と、該被測定物（３３）を該位置決め手段上に固定する固着
手段（３４）と、前記請求項１又は２記載のプローブカード（２１）を、
被測定物（３３）上に位置させ、前記電極部（４１）に
対応する該プローブカード（２１）の線部材（２４）の
他端（２４ａ）を接触させる固定手段（３５）と、を有することを特徴とする試験装置。
【請求項４】前記固着手段（３４）に、前記所定条件
を設定するための条件設定手段（４２）を設けることを
特徴とする請求項３記載の試験装置。
【請求項５】前記被測定物（３３）に形成される前記
電極部は、平面電極（４３）、又は球状電極（４１）で
あることを特徴とする請求項３又は４記載の試験装置。