JPH077055A

JPH077055A - 探針装置

Info

Publication number: JPH077055A
Application number: JP5171093A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Sera; 佳暁瀬羅
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-01-10
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07118499B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ウェハテストの際に、探針がパッドを過度な
圧力で押圧しないようにして、パッド下の層間絶縁膜に
クラックがはいるのを防止する。【構成】探針装置は、磁性材料によって形成される探
針１と、探針１を支持するボード２と、探針１を磁化す
る永久磁石３から構成される。探針１をウェハ４上のパ
ッド５に位置合わせした後、ボード２を、探針１がパッ
ド５に接触圧０で接触する程度に降下させる。永久磁石
５を降下させ絶縁膜３ａを介して探針に接触させて探針
１を磁化する。これにより、磁性材料（Ｎｉ）からなる
パッド５と探針１とが適度な接触圧で接触する。テスト
終了後、磁石３を探針１から離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の特性
チェックを行う際に用いられる探針装置に関し、特に、
半導体集積回路のパッドと接触する探針が磁性材料から
構成されている探針装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種従来の探針装置は、図３に示され
るように、ウェハ４上のパッド５と接触する探針１と、
探針１を支持固定するボード２とから構成される。半導
体集積回路装置を製造する際には、ウェハに、ある機能
を持ったチップを複数個形成した後に、ウェハ上の全チ
ップの動作を確認するためにウェハテストが行われる。
探針装置は、この際に用いられる、チップ上のパッドに
アクセスするための治具である。

【０００３】ウェハテストは以下のように行われる。探
針装置には、被テスト半導体装置のパッド数と同数の探
針が備えられており、図示されてはいないが、各探針
は、電源、信号発生器、動作解析装置にそれぞれ接続さ
れている。ウェハテストに当たって、まず、各探針１の
針先１ａをウェハ４上のパッド５の位置に合わせる。そ
の状態でボード２を降下させ、パッド５と探針１とを接
触させる。ウェハ上のチップは、探針を介して給電され
るとともに、信号発生器からの信号が探針を介してその
入力パッドへ入力され、所定の動作を行う。その動作の
結果がチップの出力パッドに出力信号として現れ、該出
力信号が探針を介して波形解析装置に返される。波形解
析装置は、その出力信号を解析することによりチップの
良否の判定を行う。

【０００４】近年、半導体集積回路装置において、高密
度集積化のために、パッドをトランジスタ等の素子が配
置されている活性領域内に配置することが行われるよう
になってきている。而して、パッドを活性領域上に配置
した場合、パッド上に半田バンプを設け、これにより外
部との接続を図るのが一般的である。そこで、このよう
な場合にはパッド形成材料には、半田濡れ性がよくしか
も半田に溶けにくい強磁性材料のＮｉが用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の探針装
置では、テスト対象である半導体集積回路装置が高密度
化・多パッド化した際に以下の問題が生じる。まず、第
１に、探針の間隔が狭くなるため、高精度に位置合わせ
を行う必要が生じる。高密度化した場合、探針が図３の
ｘ−ｙ平面上で僅かに位置ずれを起こしてもパッドの中
心からはずれ接触不良を起こすからである。

【０００６】第２に、電気的に良好な接触を得るために
は、探針一本に対し、荷重を１０ｇ程度はかけなければ
ならない。ところが、素子の形成された活性領域内にパ
ッドが配置された半導体集積回路では、パッド下の素子
や配線の状態が一様でないため、パッド間に高低の差が
生じる。そのため、特定のパッドに応力が集中する事態
が発生し、パッド下の層間絶縁膜にクラックが発生しさ
らに下層配線とパッド間および層間絶縁膜を挾む配線同
士で電気的短絡事故が発生する。このような不良の発生
を避けようとすると、すべての探針とパッドとの間に良
好なコンタクトを確保することが困難となる。よって、
従来技術では、１ピン当たり平均１０ｇ前後の荷重をか
けて電気特性を測定する場合は、１０００ピンで１０〜
４０％程度パッド下の層間絶縁膜にクラックが入るのを
避けることができなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による探針装置
は、被テストデバイスのパッドと接触する磁性材料から
なる複数の探針と、前記探針を保持するボードと、前記
探針を磁化させる磁化手段と、を備えるものである。そ
して、探針を磁化させる手段としては、前記探針に近接
乃至接触可能な永久磁石や探針に巻回されたコイル等が
用いられる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す側面
図である。同図に示されるように、本実施例の探針装置
は、探針１と、その探針１を支持するボード２と、永久
磁石３により構成されている。

【０００９】探針１は、ウェハ４上のパッド５と接触す
る針先１ａと、ボード２の中空部２ａ内に突出する終端
部１ｂとを有し、その中央部付近には針先１ａが一定範
囲内で可動できるように屈曲部１ｃが形状されている。
また、探針１は、弾性のある磁性材料にて形成されてお
り、その長さは、終端部１ｂが磁化された際に、針先１
ａにも十分の大きい磁力伝えられる程度になされてい
る。

【００１０】永久磁石３は、ボード２に、上下動自在に
支持されており、図示されない駆動手段により駆動され
てボード２の中空部２ａ内を上下動する。永久磁石３
は、保磁力の強い（エネルギー積は約２４０ｋＪ／ｍ
³ ）ＳｍＣｏ（サマリウム・コバルト）磁石であり、そ
の下面には絶縁膜３ａが形成されている。永久磁石３
は、降下した際に、絶縁膜３ａを介して探針の終端部１
ｂと接触して探針１を磁化させる。

【００１１】次に、本実施例装置の動作について説明す
る。ここで、被テストウェハ４のパッド５はＮｉで形成
されているものとする。始めに、ボード２は、所定の高
さの待機位置にあり、永久磁石３は、中空部２ａの上部
に位置している。この状態で、ウェハを載置したステー
ジ（図示なし）をｘ，ｙ方向およびθ方向に移動させて
各パッド５を探針１の真下に位置合わせする。次に、ボ
ード２を徐々に降下させて探針１をパッド５に応力のか
からない程度に接触させる。その状態で、永久磁石３を
降下させて探針１に接触させる。これにより、探針１は
磁化され、針先１ａとパッド５との間に１０ｇ前後の接
触圧が確保される。また、探針１が磁化されたとき、針
先１ａとパッド５とが引き合うことにより、ｘ−ｙ平面
内での位置ずれが矯正される。この状態で、所定の電気
的テストが実施され良否の判定がなされる。テスト終了
後、永久磁石３を上昇させ、次いでボード２を上昇させ
る。

【００１２】以上のように、本実施例探針装置を用いた
テスト方法では、パッド下に応力のかからない程度に探
針１とパッド５とを接触させ、次いで探針１を磁化さ
せ、探針とパッド５とを磁力によって接触させるもので
あるので、探針１とパッド５との接触圧を、ボード２に
より荷重を１０ｇかけたときと同程度とすることができ
る。すなわち、本発明により、探針よりパッドに加えら
れる接触圧を、探針−パッド間の接触抵抗を十分低く抑
えつつ、パッド下にクラックを生じさせない程度に抑制
することが可能となる。

【００１３】図２は、本発明の第２の実施例を示す側面
図である。同図において、図１に示された実施例の部分
と共通する部分には同一の参照番号が付されているの
で、重複する説明は省略する。本実施例の先の実施例と
相違する点は、先の実施例における永久磁石が除去さ
れ、代わりに各探針にコイル６が装着され、これにより
各探針が磁化されるようにされている点である。本実施
例の動作は、先の実施例の場合と同様である。すなわ
ち、探針１とパッド５とを無接触圧状態で接触させた
後、コイルに電流を供給して探針１を磁化し、テスト終
了後、ボードを上昇させるのに先立って電流を遮断して
探針１の磁化を解く。

【００１４】本実施例によれば、電流によって磁化の程
度を変えることができるため、探針−パッド間の引力を
容易に制御することができる。なお、本実施例において
は、各探針のコイルにそれぞれ異なった電流値を加え
て、あるいは各探針のコイルのターン数を変えて全パッ
ドに均等な力が加わるようにすることができる。また、
本実施例では、探針全体を磁性材料で構成するのではな
く、針先部のみを磁性体とすることができる。

【００１５】以上、好ましい実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
願発明の要旨内において各種の変更が可能である。例え
ば、第１の実施例における永久磁石に代え電磁石を用い
ることができ、また、第１、第２の実施例を組み合わせ
て、永久磁石とコイルとを併用することができる。この
場合、コイルには永久磁石の磁力を打ち消すように電流
を流すかあるいは強め合う電流を流す。また、ウェハの
載置されたステージを移動させて探針−パッド間の位置
決めを行ったのに代え、ボードをｘ−ｙ方向に移動させ
て位置決めを行うようにすることができる。また、探針
の材料としては、軟磁性材料が有利に用いられるがこれ
に限定されるものではない。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による探針
装置は、探針を磁性材料にて構成するとともに探針の磁
化手段を設けたものであるので、本発明によれば、被テ
ストチップのパッドに高低差があっても探針を各パッド
にほぼ一定の抑制された接触圧にて接触させることが可
能となる。したがって、本発明によれば、テストに必要
な十分に低い接触抵抗を確保しつつパッド下のクラック
の発生を防止することができる。また、本発明によれ
ば、探針とパッドとが互いに引き合うことによりその位
置合わせずれを一定範囲内で矯正することが可能とな
り、高密度化された半導体集積回路のテストを信頼性高
くかつ効率的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の探針の接触前の状態
を示す側面図。

【図２】本発明の第２の実施例の探針の接触前の状態
を示す側面図。

【図３】従来例の探針の接触前の状態を示す側面図。

【符号の説明】

１探針１ａ針先１ｂ終端部１ｃ屈曲部２ボード２ａ中空部３永久磁石３ａ絶縁膜４ウェハ５パッド６コイル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】探針１は、ウェハ４上のパッド５と接触す
る針先１ａと、ボード２の中空部２ａ内に突出する終端
部１ｂとを有し、その中央部付近には針先１ａが一定範
囲内で可動できるように屈曲部１ｃが形状されている。
また、探針１は、弾性のある磁性材料にて形成されてお
り、その長さは、終端部１ｂが磁化された際に、針先１
ａにも十分の大きい磁力が伝えられる程度になされてい
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】次に、本実施例装置の動作について説明す
る。ここで、被テストウェハ４のパッド５はＮｉで形成
されているものとする。始めに、ボード２は、所定の高
さの待機位置にあり、永久磁石３は、中空部２ａの上部
に位置している。この状態で、ウェハを載置したステー
ジ（図示なし）をｘ，ｙ，ｚ方向およびθ方向に移動さ
せて各パッド５を探針１の真下に位置合わせする。次
に、ボード２を徐々に降下させて探針１をパッド５に応
力のかからない程度に接触させる。その状態で、永久磁
石３を降下させて探針１に接触させる。これにより、探
針１は磁化され、針先１ａとパッド５との間に１０ｇ前
後の接触圧が確保される。また、探針１が磁化されたと
き、針先１ａとパッド５とが引き合うことにより、ｘ−
ｙ平面内での位置ずれが矯正される。この状態で、所定
の電気的テストが実施され良否の判定がなされる。テス
ト終了後、永久磁石３を上昇させ、次いでボード２を上
昇させる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被テストデバイスのパッドと接触する、
少なくとも先端部が磁性材料からなる複数の探針と、前記探針を保持するボードと、前記探針を磁化させる磁化手段と、を備える探針装置。
【請求項２】前記磁化手段が、前記探針に近接乃至接
触可能な永久磁石であることを特徴とする請求項１記載
の探針装置。
【請求項３】前記磁化手段が、前記探針に巻回された
コイルであることを特徴とする請求項１記載の探針装
置。
【請求項４】前記磁化手段が、前記探針に近接乃至接
触可能な永久磁石と前記探針に巻回されたコイルとで構
成されていることを特徴とする請求項１記載の探針装
置。
【請求項５】前記探針が、中央部に屈曲部を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の探針装置。