JPS614970A - 電気特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、半導体素子等の被測定物の電気特性測定装置
に関し、特に被測定物にかかる測定用接触子からの接触
荷重を検出し、これを最適値となる様に制御する電気特
性測定装置に関する。

〔従来技術〕

半導体素子製造工程において、ウェハーレベルのテスト
としてＩＣテスタ及びウェハプローバが使われており、
また実装された半導体素子のテストにはＩＣハンドラ等
の電気特性測定装置が用いられている。

ウェハレベルのテストはＩＣテスタで行なわれるが、こ
のＩＣテスタとウェハ上のＩＣチップとの電気的コンタ
クトを行うのがウェハプローバである。このウェハプロ
ーバは内部にブローバ針と呼ばれる針を有し、この針が
実際にはウェハ上のＩＣＣアンプホンディングパッドと
電気的な接触を行っている。

従来ノウェハプローハにおいてはプローブ針とＩＣチッ
プのポンディングパッドとの接触荷重は直接には制御さ
れておらず、プローブカードに取付けられたエツジセン
ス針がウェハに接触した事を検出した後、所定のストロ
ークだけウニ／Ｘをプローブ４側に押し付けるだけであ
った。

したがってこの従来の方法ではプローブ針が使用期間中
に疲労するに従い接触荷重が変化し、プローブ針とＩＣ
チップのポンディングパッドとの接触が不確実になる事
が多かった。

又、従来の方法では誤ってウェハーをプローブ針に押し
付ける際のストロークを大きく設定すると、高価なプロ
ーブカードのみならずＩＣチップにまでもダメージを与
えてしまうという欠点があった。又、従来の方法では、
接触荷重を安定させるために装置全体の剛性を高める必
要があり、このため装置全体が重く、又大きくなるとい
う欠点があった。

他方従来のＩＣハンドラーにおいては、ウェハープロー
バーと同様、ＩＣパッケージから出ている端子とＩＣハ
ンドラー側の測定用接触子（以下コンタクトアセンブリ
と呼ぶ）との接触状態を制御する事は行っておらず、た
だ単に、ＩＣパッケージをコンタクトアセンブリに押し
つけるだけであった。したがって、テスト位置に置かれ
た工Ｃパッケージの位置のバラツキ等により、ＩＣパッ
ケージの端子□と、ＩＣハンドラのコンタクトアセンブ
リ間の接触荷重が変化し、このため常に安定した測定が
困難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来例の欠点に鑑み、被測定物にかかる
測定用接触子からの接触荷重を検出し、これを最適値と
なる様に、制御することができる電気特性測定装置を提
供することを目的とする。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。まず本発
明をウェハプローバに適用した場合について説明する。

第１図は本発明の一実施例係るウェハプローバの概略図
であり、１はプローブカード、２はプローブカードに固
定されているプローブ針、３はウェハ、４はウェハ３を
保持するウェハチャック、５は歯車８によりθ方向には
拘束されるが、上下方向には動作可能なウェハチャック
４のＺ軸、６はウェハステージ保持部、７及び８は歯車
、９はθ方向駆動用のパルスモータ、１０はウェハにか
かるプローブ針２からの全体の接触荷重を検出するロー
ドセル、１１はウェハチャック４を上下させるためのカ
ム、１２はカム１１を回転させるパルスモータであり、
ここで破線１３によって囲まれた部分はウェハステージ
を構成する。尚１４はプローブカードｌに取り付けられ
たエツジセンス針であり、このエツジセンス針１４は一
般に可動部と固定部の２本の釦より成り、不図示のセン
ス回路から電圧が印加される構成になっている。可動部
の針とウェハ３が接触すると可動部と固定部が離間し、
この電流の遮断を検知してプローブ針２とウェハ３との
接触を検知する。

」二記構成において、ウェハステージ１３を水平方向（
ｘＹ方向）に移動することにより、プローブ針２の下に
ウェハ３上のＩＣチップのホンディングパラｉ・を位置
させる。この後パルスモータ１２が回転することにより
カム１１が回転し、したがってウェハーチャック４が上
昇する。このときの上昇速度は、後述するエツジセンス
針１４のウェハ３の検知後の速度に比較して高速とする
。

この高速上昇途中においてエツジセンス針１４がウェハ
３を検出すると、ロードセルｌＯにより、ウェハ３にか
かる増加荷重つまり接触荷重を検出しなが゛ら今度はウ
ェハチャック４の上昇速度を減じて上昇させ（低速上昇
）、したがってプローブ針２の先端がウェハ３のＩＣチ
ップのボンディング、パッド上に被覆した酸化膜を突き
やぶる。この低速上昇途中においてウェハ３にかかる増
加荷重が最適値となった時に低速上昇の停止を行う。

以上の動作により本構成のウェハプローバはプローブ針
２とＩＣチップのポンディングパッドとの接触荷重を常
に最適に保つ事が可能となる。

上記実施例において、プローブ針２の下にウェハ３が存
在することを確認するのにエツジセンス針１４を用いて
いるが、代りに接触荷重がウェハーチャック４の所定の
上昇ストローク内に最適値となるような構成にしてもよ
い。この様な構成を用゛いればエツジセンス針１４が不
要になり、プローブカード２の構成が簡略化されるとと
もに、ウェハ３の存在をエツジセンス針１４の様に一点
のみで検出する方法でないため誤検出がなくなる。

また」二記実施例においてプローブ針とウェハとの接触
荷重をウェハステージ側で検出しているが、代りに第２
図に示すようにプローブカード側に設けてもよい。

更に第３図に示すように、プローブ計容々について接触
荷重を検出することも可能である。この様な構成を用い
れば、より一層確実な電気的コンタクトが可能となる。

なお上記実施例によれば、プローブ針とウェハとの接触
荷重のみならず、接触時の衝撃力も同様に検出し、これ
を最適と保つことも可能となる。

この様な構成を用いれば、ＩＣのボンディングパット上
に発生した酩化膜等を常に安定して突き破ることが出来
、より一層確実なプローブ針ＩＣのホンディングパッド
との電気的コンタクトか可能となる。

第４図は本発明の池の実施例に係るＩＣハンドラの概略
図である。

４１はＩＣパッケージ、４２はＩＣパｙ　’７−ジ４１
ノ端子と電気的なコンタクトを行うためのコンタクトア
センブリ、４３はコンタクトアセンブリ４２を取付ける
パフォーマンスボード、４４はテストヘッド、４５はテ
ストヘッド４４に対するＩＣハンドラ基準面、４６はＩ
Ｃパッケージ４１をコンタクトアセンブリ４２に押し付
ける押し付はアーム、４７は押し付はアーム４６がＩＣ
パッケージを押し付ける力を検出するロードセル、４８
は押し付はアーム４８を動かす偏心カム、４８は偏心カ
ム４８を回転させるパルスモータである。

上記構成において、ＩＣパッケージ４１が第４図に示さ
れる様にコンタクトアセンブリ４２上に位置されると、
パルスモータ４８が一定ストローク回転する事により、
偏心カム４８が回転し、この事により押しイづけアーム
４６が、ＩＣパッケージ雇１を゛コンタクトアセンブリ
４２に押し付ける。この動作の後、ロードセルの出力に
より適切な接触荷重になっているかの検知を行い、もし
、適切な接触荷重から外されている場合には、再度パル
スモータ４８を駆動させる事により補正動作を行う。以
上の動作により、本構成のＩＣハンドラーはＩＣパッケ
ージの端子と、ＩＣハンドラのコンタクトアセンブリ間
の接触荷重を最適となる様、制御する事が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、ウェハプローバに本発明を適用し
た場合、従来のウェハプローバにウェハにかかるプロー
ブ針からの接触荷重を検出するセンサ（ロードセル）を
追加するという簡単な改良により、直接、接触荷重を制
御するため、プローブ針とウェハ上のＩＣチップのポン
ディングパッドとの常に確実な電気的コンタクトが可能
となる。また直接、接触荷重を制御するため、ウェハブ
ローパ全体に采来不必要な剛性を持たせる必要がなくな
り、このため装置の小型化軽量化そしてコストダウンが
可能となる。

またＩＣハンドラーに本発明を適用した場合においても
、ＩＣハンドラー内のテスト位置に置かれたＩＣパッケ
ージの位置のバラツキ等によるＩＣパッケージの端子と
ＩＣハンドラーのコンタクトアセンブリ間の接触荷重の
バラツキを一定に保ち、安定した測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

−第１図は本発明の一実施例に係るウェハプローバの概
略図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図の実施例を変
形した断面図、第４図は本発明の他の実施例に係るＩＣ
ハンドラの概略図である。 １はプローブカード、２はプローブ針、３はウェハー、
４はウェハーチャック、５はウェハーチャックＺ軸、６
はウェハーステージ保持部、７．８は歯車、９はパルス
モータ、１０はロードセル、１１はカム、！２はパルス
モータ、１３はウェハーステージ、１４はエツジセンス
劃である。２１はブロー、プカード、２２はプローブ針
、２３はウェハー、２４はウェハーチャック、２５はプ
ローブカードホルタ、２６はロードセル、２７はヘンド
ブレートである。３１はプローブカード、３２はプロー
ブ針、３３は歪ゲージである。４１はＩＣパッケージ、
４２はコンタクトアセンブリ、４３はパフォーマンス氷
−ド、４４はテストヘッド、４５はＩＣハンドラ基準面
、４６は押し付はアーム、４７はロードセル、４８は偏
心カム、４８はパルスモータである。 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物と測定用接触手段との接触荷重を検出す
   る手段を有する電気特性測定装置。
2. （２）前記電気特性測定装置はウェハプローバであり、
   前記接触荷重検出手段はウェハステージ側に設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気
   特性測定装置。
3. （３）前記電気特性測定装置はウェハプローバであり、
   前記接触荷重検出手段はプローブカード側に設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気
   特性測定装置。
4. （４）前記電気特性測定装置はＩＣハンドラであること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の電気特性測
   定装置。