JPH0855883A - 回路素子の検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プローブ針と被検査物とが常に適正な荷重で
接触できる回路素子の検査方法を提供する。 【構成】 半導体チップが取り付けられた検査ボードを
検査ステージ上にセットする第１のステップＳ１と、検
査ボードの電極をプローブ針に接触させる第２のステッ
プＳ２と、該検査ボードに荷重を加えて行く第３のステ
ップＳ３と、加えられた荷重が所定の設定値に達したか
否かを判断する第４のステップＳ４と、荷重が設定値に
達した場合には検査ステージの上昇を停止させる第５の
ステップＳ５と、半導体チップのプロービングを実行す
る第６のステップＳ６とからなるものである。これによ
れば、荷重が所定の設定値にまで達した時点でプロービ
ングが実行されるので、プローブ針と被検査物とは常に
適正な荷重で接触することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物に形成された
回路素子の電気的特性を検査する検査方法および検査装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所定の回路素子が形成された後の半導体
チップや半導体ウエハ（以下「半導体チップ等」とい
う。）は、これをテスタに電気的に接続して信号の入出
力や電源の供給を行い、回路素子の電気的特性を検査す
ることが行われている。

【０００３】このような半導体チップ等の電気的特性の
検査を行う検査装置を詳しく記載している例としては、
たとえば、工業調査会発行、「超ＬＳＩ製造・試験装置
ガイドブック」1993年版（平成 4年11月20日発行）、P2
04〜P209のウエハプローバがある。

【０００４】回路素子の検査は、検査ステージ上に載置
された被検査物を一定量だけ上昇させ、この被検査物の
電極をテスタと電気的に接続されたプローブ針に接触さ
せて行っている。ここで、該刊行物のP206にも記載され
ているように、近年の回路素子の高集積化にともなう電
極数の増大から、接触によって被検査物に加わる荷重は
数kg〜数十kgにもなっている。一方、電極数の増大によ
ってプローブ針においては低ストローク化が進んでい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、前記のよ
うに被検査物を一定量だけ上昇させる技術では、プロー
ブ針の針長のバラツキや検査ボードを使用した場合の該
検査ボードの厚さのバラツキ如何によっては、バラツキ
分をストロークの範囲内で吸収することができず、結果
として被検査物に過大な荷重がかかることになる。その
ために、集中的に荷重がかかった部分が歪んだり、プロ
ーブ針が取り付けられているプローブカードと被検査物
との平行度が狂ったりするという問題が発生する。

【０００６】たとえ、このようなバラツキを完全に排除
することができたとしても、周囲の温度や湿度の変化に
より上昇量は微妙に変動するので、常に適正な荷重でプ
ロービングを実行することは困難である。

【０００７】そこで、本発明の目的は、プローブ針と被
検査物とが常に適正な荷重で接触することのできる技術
を提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。

【００１０】すなわち、本発明による回路素子の検査方
法は、被検査物をプローブカードと対向させて検査ステ
ージ上にセットし、被検査物とプローブカードとを接近
させ、被検査物の電極とプローブカードに設けられたプ
ローブ針とを接触させて被検査物に荷重を加え、加えら
れた荷重が所定の設定値に達した場合には被検査物とプ
ローブ針との接近動作を停止してプロービングを実行す
るものである。

【００１１】また、本発明による回路素子の検査装置
は、テスタと電気的に接続され、被検査物の電極と接触
する複数本のプローブ針が設けられたプローブカード
と、駆動手段で駆動される移動手段によりプローブカー
ドと接近離反可能に設けられ、被検査物が載置される検
査ステージと、プローブカードと被検査物との接近によ
ってプローブ針により加えられる被検査物への荷重を測
定する荷重測定手段と、荷重測定手段および駆動手段と
電気的に接続され、荷重測定手段による測定値が所定の
設定値に達するまで駆動手段を動作させてプローブカー
ドと被検査物とを接近させる制御手段とを有し、被検査
物に加えられた荷重が設定値に達した場合にプロービン
グを実行するものである。

【００１２】この場合において、前記した被検査物は、
プローブ針と接触する電極が一方面に形成された検査ボ
ードと、回路素子が形成されて検査ボードの他方面に取
り付けられた半導体チップまたは半導体ウエハとするこ
とができる。また、プローブ針と接触する電極が形成さ
れ、回路素子が形成された半導体チップまたは半導体ウ
エハとすることも可能である。

【００１３】

【作用】上記した手段によれば、荷重が所定の設定値に
まで達した時点でプロービングが実行されるので、プロ
ーブ針の針長のバラツキなどや周囲の温度や湿度による
上昇量の変動に影響されることなく、プローブ針と被検
査物とは常に適正な荷重で接触することが可能になる。

【００１４】したがって、プローブ針が低ストロークで
あってもストローク量の微妙な制御が可能になって被検
査物に設定値以上の大きな荷重がかかることがないの
で、装置や被検査物の保護が可能になる。また、プロー
ブカードと被検査物との平行度が狂うことがないので、
高集積度の回路素子に対しても、正確な電気的特性の検
査が可能になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいてさ
らに詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例である回路素子の
検査装置を示す概略図、図２は図１の検査装置の被検査
物とプローブ針とを示す斜視図、図３は図１の検査装置
による回路素子の検査方法を示すチャート図である。

【００１７】図１に示すように、本実施例による回路素
子の検査装置には、テスト回路（図示せず）が組み込ま
れたテスタ１と電気的に接続された複数本のプローブ針
２ａが設けられたプローブカード２が上方に位置して設
けられている。そして、プローブカード２と対向して検
査ステージ３が設けられている。この検査ステージ３
は、所定の回路素子が形成された半導体チップ４ａと、
これが取り付けられた検査ボード４ｂとからなる被検査
物４が載置されるものであり、したがって、該被検査物
４は検査ステージ３上においてプローブカード２の対向
位置にセットされることになる。図２に示すように、被
検査物４の一部をなす検査ボード４ｂの一方面には、プ
ローブ針２ａと接触する電極４ｂ₁ が形成されている。
また、検査ボード４ｂの他方面には、被検査物４の他の
一部をなす半導体チップ４ａが取り付けられており、電
極４ｂ₁ に接触したプローブ針２ａを介して半導体チッ
プ４ａとテスタ１とが電気的に接続されるようになる。

【００１８】搬送ステージ５によって搬送された被検査
物４がセットされる検査ステージ３は、たとえばステッ
プモータ（駆動手段）６により回転されるボールねじ６
ａとねじ結合されて昇降自在とされたベースプレート７
ａと、検査ステージ３を支持しつつベースプレート７ａ
によって昇降されるステージ支持台座７ｂとからなるス
テージ移動部（移動手段）７によって昇降されて、プロ
ーブカード２に接近離反可能になっている。したがっ
て、ステージ移動部７によって検査ステージ３が上昇し
て行くと、これに載置された検査ボード４ｂの電極４ｂ
₁ がプローブ針２ａと接触することになる。

【００１９】ベースプレート７ａとステージ支持台座７
ｂとの間には、被検査物４が上昇してプローブ針２ａに
接触することにより加えられる荷重を測定するための荷
重計（荷重測定手段）８が設けられている。荷重計８は
制御部（制御手段）９と電気的に接続され、さらに、制
御部９は前記したステップモータ６と電気的に接続され
ている。

【００２０】この制御部９は、荷重計８により測定され
る被検査物４への荷重をモニタし、これが予め入力され
た所定の設定値に達するまでステップモータ６を動作さ
せて被検査物４を上昇させることにより荷重を加え続け
るものである。そして、印加荷重が設定値に達した場合
にはステップモータ６を停止させるようになっており、
これでプロービングが実行される。

【００２１】このような構成からなる回路素子の検査装
置においては、図３に示すような手順に従って被検査物
４へ荷重が加えられる。なお、この場合における荷重の
設定値は、たとえば13kgとする。

【００２２】まず、第１のステップＳ１において、半導
体チップ４ａが取り付けられた検査ボード４ｂをプロー
ブカード２に対向させて検査ステージ３上にセットす
る。次に、第２のステップＳ２に移行し、ステップモー
タ６を駆動してステージ移動部７を上昇移動させ、検査
ステージ３を上昇させて検査ボード４ｂに形成されてい
る電極４ｂ₁ を上方に待機しているプローブ針２ａに接
触させる。第３のステップＳ３においては、ステップモ
ータ６を駆動し続けて検査ステージ３をさらに上昇移動
させ、プローブ針２ａにより検査ボード４ｂに荷重を加
えていく。

【００２３】そして、第４のステップＳ４において、検
査ボード４ｂに加えられる荷重を制御部９によってモニ
タし、この荷重が予め入力された設定値である13kgに達
したか否かを判断する。ここで、加えられた荷重がたと
えば13kgとなって設定値に達した場合には、次の第５の
ステップに移行する。一方、加えられた荷重がたとえば
12kgで設定値である13kgに達していない場合には、第３
のステップＳ３に戻って検査ステージ３の上昇を継続し
て荷重を加え続け、再び第４のステップＳ４で印加荷重
が設定値である13kgに達したかを判断する。

【００２４】検査ステージ３に設定値の荷重が加えられ
ると、第５のステップＳ５においてステップモータ６が
停止され、検査ステージ３の上昇が停止される。そし
て、第６のステップＳ６でプロービングを実行し、半導
体チップ４ａに形成された回路素子の電気的特性をテス
タ１によって検査する。

【００２５】このように、制御部９によって検査ボード
４ｂに加えられる荷重をモニタしつつ検査ステージ３を
上昇させ、荷重が設定値にまで達した場合に上昇を停止
してプロービングを実行することによって、プローブ針
２ａの針長のバラツキや検査ボード４ｂの厚さのバラツ
キ、あるいは周囲の温度や湿度による上昇量の変動に影
響されることなく、プローブ針２ａと被検査物４である
検査ボード４ｂとは常に適正な荷重で接触することが可
能になる。

【００２６】したがって、プローブ針２ａが低ストロー
クであってもストローク量の微妙な制御が可能になって
検査ボード４ｂに設定値以上の大きな荷重がかかること
がなく、過大荷重でプローブカード２や検査ボード４ｂ
などの装置の一部や半導体チップ４ａなどが歪んだり、
プローブカード２と検査ボード４ｂとの平行度が狂った
りすることもない。

【００２７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００２８】たとえば、本実施例においては被検査物４
は半導体チップ４ａとこれが取り付けられた検査ボード
４ｂであるが、たとえば半導体チップ４ａ単体を被検査
物４としてチップ電極に直接プローブ針２ａが接触する
ようにすることや、回路素子が形成された半導体ウエハ
（図示せず）を検査ボード４ｂに取り付けて、あるいは
該半導体ウエハ単体をそのまま被検査物４とすることも
可能である。

【００２９】また、被検査物４とプローブ針２ａとは、
両者が相対的に接近するようにされていれば足り、本実
施例のように、被検査物４が上昇してプローブ針２ａと
接触するような構造とされている必要はない。すなわ
ち、プローブカード２側を被検査物４に接近させるよう
にしてもよい。

【００３０】なお、本実施例における設定荷重の13kgは
一例に過ぎず、任意の値の荷重を設定することができる
のは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、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以
下の通りである。

【００３２】(1).すなわち、本発明の回路素子の検査技
術によれば、制御手段によって被検査物に加えられる荷
重をモニタしつつ検査ステージとプローブカードとを相
対的に接近させ、荷重が設定値にまで達した時点でプロ
ービングを実行することとしているので、プローブ針の
針長のバラツキなどや周囲の温度や湿度による上昇量の
変動に影響されることなく、プローブ針と被検査物とは
常に適正な荷重で接触することが可能になる。

【００３３】(2).したがって、プローブ針が低ストロー
クであってもストローク量の微妙な制御が可能になって
被検査物に設定値以上の大きな荷重がかかることがな
く、過大荷重でプローブカードなどの装置の一部や被検
査物が歪むこともない。

【００３４】(3).また、プローブカードと被検査物との
平行度が狂うこともないので、高集積度の回路素子に対
しても、正確な電気的特性の検査が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である回路素子の検査装置を
示す概略図である。

【図２】図１の検査装置の被検査物とプローブ針とを示
す斜視図である。

【図３】図１の検査装置による回路素子の検査方法を示
すチャート図である。

【符号の説明】

１ テスタ ２ プローブカード ２ａ プローブ針 ３ 検査ステージ ４ 被検査物 ４ａ 半導体チップ ４ｂ 検査ボード ４ｂ₁ 電極 ５ 搬送ステージ ６ ステップモータ（駆動手段） ６ａ ボールねじ ７ ステージ移動部（移動手段） ７ａ ベースプレート ７ｂ ステージ支持台座 ８ 荷重計（荷重測定手段） ９ 制御部（制御手段） Ｓ１ 第１のステップ Ｓ２ 第２のステップ Ｓ３ 第３のステップ Ｓ４ 第４のステップ Ｓ５ 第５のステップ Ｓ６ 第６のステップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路素子が形成されて表面に電極が設け
   られた被検査物とテスタとを電気的に接続し、前記回路
   素子の電気的特性を検査する回路素子の検査方法であっ
   て、 前記被検査物をプローブカードと対向させて検査ステー
   ジ上にセットし、 前記被検査物と前記プローブカードとを接近させ、前記
   電極と前記プローブカードに設けられたプローブ針とを
   接触させて前記被検査物に荷重を加え、 加えられた荷重が所定の設定値に達した場合には前記被
   検査物と前記プローブ針との接近動作を停止してプロー
   ビングを実行することを特徴とする回路素子の検査方
   法。
2. 【請求項２】 回路素子が形成され表面に電極が設けら
   れた被検査物とテスタとを電気的に接続し、前記回路素
   子の電気的特性を検査する回路素子の検査装置であっ
   て、 前記テスタと電気的に接続され、前記電極と接触する複
   数本のプローブ針が設けられたプローブカードと、 駆動手段で駆動される移動手段により前記プローブカー
   ドと接近離反可能に設けられ、前記被検査物が載置され
   る検査ステージと、 前記プローブカードと前記被検査物との接近によって前
   記プローブ針により加えられる前記被検査物への荷重を
   測定する荷重測定手段と、 前記荷重測定手段および前記駆動手段と電気的に接続さ
   れ、前記荷重測定手段による測定値が所定の設定値に達
   するまで前記駆動手段を動作させて前記プローブカード
   と前記被検査物とを接近させる制御手段とを有し、 前記被検査物に加えられた荷重が設定値に達した場合に
   プロービングを実行することを特徴とする回路素子の検
   査装置。
3. 【請求項３】 前記被検査物は、前記プローブ針と接触
   する前記電極が一方面に形成された検査ボードと、前記
   回路素子が形成されて前記検査ボードの他方面に取り付
   けられた半導体チップまたは半導体ウエハであることを
   特徴とする請求項２記載の回路素子の検査装置。
4. 【請求項４】 前記被検査物は、前記プローブ針と接触
   する前記電極が形成され、前記回路素子が形成された半
   導体チップまたは半導体ウエハであることを特徴とする
   請求項２記載の回路素子の検査装置。