JPH04361543A - プローバ装置およびウエハの検査方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダイシング工程前の
ウエハ上のチップを試験するプローバ装置に関し、特に
、各チップのボンディングパッドがプローブ針に均一な
圧力で接触するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のプローバ装置を示す概略構
成斜視図である。図において、１はプローブカード、２
はプローブカード１に固定された検診部材としてのプロ
ーブ針、３はプローブカード１を固定する固定部材とし
てのプローバ基準座金、４はウエハ、５ａ，５ｂはウエ
ハ４上のチップで、半導体素子を集積化してなる。６ａ
，６ｂはチップ５ａ，５ｂの端子であるボンディングパ
ッド、７は上面７ａにウエハ４を固定するチャックトッ
プ、８はプローブカード１をプローバ基準座金３に固定
するための止めネジである。図８はプローブ針２とボン
ディングパッド６の接触状態の拡大図である。また図９
に示すようにプローブ針２を用いないで検診部材として
の電極９を直にボンディングパッド６に接触させる形式
のプローブカード１Ａもある。

【０００３】動作について説明する。ウエハ４を上面７
ａに真空吸着しているチャックトップ７は、ステッピン
グモーター等で三次元的に移動できるようになっている
。プローブカード１をプローバ基準座金３に止めネジ８
で固定した後、プローブ針２の真下にチップ５ａ上のボ
ンディングパッド６ａが位置するように、チャックトッ
プ７を平面的に移動させる。次に、プローブ針２にボン
ディングパッド６ａを接触させるためチャックトップ７
を上昇させる。その際、プローブ針２がわずかにたわむ
程度のオーバードライブをかける。この状態でチップ５
ａのウエハテストを行い、試験終了後、チャックトップ
７を元の位置に下げてから隣のチップ５ｂまでスライド
させる。そして、チップ５ａの場合と同様にしてプロー
ブ針２とボンディングパッド６ｂとのコンタクトをとる
。以上の工程を繰り返してウエハ４上の全てのチップの
試験を行っている。プローブカード１とチャックトップ
７との平行度は、プローブカード１のプローバ基準座金
３へのネジ止めだけでとられているので、高精度には調
節されておらず、プローブカード１がチャックトップ７
に対して傾いて取り付けられて、針先とボンディングパ
ッドとの接触圧力が全ての針において均等にならない可
能性がある。そのために、傾き誤差をオーバードライブ
をかけて針の弾性で吸収している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプローバ装置は
以上のように構成されているので、プローブカード１が
傾いている状態でオーバードライブをかけると、個々の
プローブ針２に不均等に負荷がかかり、余分にかかる力
により針の形状が変化し寿命が短くなる。また、図９に
示すプローブカードは、プローブ針２を介さずに電極９
が直接プローブカード１に設けられた一体型なので、構
造的に針の弾性に期待できないためオーバードライブを
かけられず、ウエハ試験が不可能になりかねない問題が
ある。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、プローブカードのチャックトッ
プに対する平行度を高精度に制御でき、プローブ針等の
検診部材とチップの端子との接触圧力を均一適正に保つ
ことができて、装置の寿命をのばすことができるプロー
バ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプローバ
装置は、半導体素子を集積化してなるチップが形成され
たウエハを上面に載置し、三次元的に移動可能となった
チャックトップと、このチャックトップの上方に位置さ
れるプローブカードと、このプローブカードの下面に設
けられ、かつ上記チャックトップの上動により上記チッ
プの端子（ボンディングパッド６ａ，６ｂ）に接触して
当該チップを試験する検診部材（プローブ針２，電極９
）と、上記プローブカードをネジを介して固定する固定
部材（プローバ基準座金３）とを有して成るプローバ装
置において、プローブカードのチャックトップに対する
平行度を調整する調整手段と、上記平行度を計測する計
測手段と、この計測手段の出力に基づき上記調整手段を
駆動する制御手段とを設けたものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、計測手段によるデータを
もとに調整手段を介して固定部材の高さが調整されるの
で、プローブカードとチャックトップとの平行度を高精
度に制御でき、検診部材とチップの端子とを均一適正な
圧力で接触させることができる。

【０００８】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図１
〜５に基づいて説明する。尚、図７の従来例と同一又は
相当部分は同一符号を付して説明を省略する。図１は、
本発明によるプローバ装置の概略構成図である。図にお
いて、２１はレーザー発振器、２２，２３はハーフミラ
ー、２４，２６は全反射ミラー、２５はカウンターであ
り、これらでプローブカード１のチャックトップ７に対
する平行度を計測する計測手段を構成する。以上はチャ
ックトップ７に三角形を描くように３式取り付けられる
。２７は固定部材としてのプローバ基準座金３の高さ調
整を行うテーパピン、２８はテーパピン２７を駆動する
ステッピングモータであり、これらで上記平行度を調整
する調整手段を構成する。これら調整手段は上記計測手
段と同様に３式で基準座金３を支え、高さを調節する。 ２９は３個のカウンター２５の情報からチャックトップ
７とプローブカード１の距離を測定して傾きを算出し、
補正データをモータ２８に送って、上記調整手段を駆動
させる制御手段である。図２に、チャックトップ７をプ
ローブカード１側からみた見取図を示す。図３にプロー
ブカード１をチャックトップ７側からみた見取図を示す
。２６はプローブカード１に円形状に取り付けられた全
反射ミラーである。図４は、テーパピン２７とレーザー
光が往復する経路の位置関係を示す概念図である。 それぞれのテーパピンを、２７ａ，２７ｂ，２７ｃとす
る。図５に、プローブカード１の基準座金３への固定か
ら基準座金３の高さ調節完了までのフローチャートを示
す。

【０００９】次に動作について説明する。このように構
成されたプローバにおいて、プローバ基準座金３にプロ
ーブカード１を止めネジ８で固定した後、３個のレーザ
ー発振器２１から１回だけパルスを発振する。光はハー
フミラー２２を経由して全反射ミラー２６へ向かう。そ
の後、光は全反射ミラー２６と２４の間を、ハーフミラ
ー２２及び２３をはさんで往復する。その際、光の一部
はハーフミラー２３を１回通過する度にカウンター２５
に送られる。この光がある一定時間内に往復する回数を
数えることによって、チャックトップ７とプローブカー
ド１との距離を制御手段２９で算出する。この時、光が
ハーフミラー２２、２３を通過するたびに減衰していく
ことによって、最終的にカウンター２５が光を検知でき
なくなると、直ちに次の光が発振されるので、常に距離
の算出が行われる。もし、高精度に平行度がとれていれ
ば３個のカウンター２５のカウント数は同じになるが、
とれていない場合は、傾きに応じてカウント数にばらつ
きが生じる。カウント数の大きい地点ほどプローブカー
ド１とチャックトップ７との間の距離が短く、数の小さ
い地点ほど距離が長い。そこで、数が同じになるように
補正データをステッピングモータ２８に送りテーパピン
２７を駆動して、基準座金３の位置を調節する。具体的
には、制御手段２９で三つの測定地点でのカウント数の
平均値をとり、平均値に最も近いカウント数の地点から
ａ地点、ｂ地点、ｃ地点とする。まず、ａ地点を基準点
にして、ｂ地点での距離がａ地点のそれと同じになるま
でテーパピン２７ｂを駆動する。ａ地点よりカウント数
が大きいときは、基準座金３にねじ込むように駆動して
基準座金３を持ち上げる。逆の場合は、抜き去るように
駆動して基準座金３の高さを下げる。この時点で、ａ地
点とｂ地点を結ぶ線がチャックトップ７と平行になるの
で、次に、ｃ地点での距離を他の２地点と同じになるよ
うに、テーパピン２７ｃを駆動して全てのカウンター２
５のカウント数を同じにする。上記手順によりプローブ
カード１はチャックトップ７に対し平行に調整されるの
で、プローブ針２とボンディングパッド６ａ，６ｂとの
均一適正な接触圧力を得ることができる。

【００１０】実施例２．なお、上記実施例ではプローバ
１とチャックトップ７の間の距離を三地点で測定して傾
きを求める計測手段として、レーザー発振器２１、ハー
フミラー２２、２３、全反射ミラー２４、２６、カウン
ター２５を設けたものを示したが、代わりの図６に示す
ように電気的な容量を計測する容量センサー３０を設け
てもよい。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプロ
ーバ装置によれば、プローブカードのチャックトップに
対する平行度を調整する調整手段と、上記平行度を計測
する計測手段と、この計測手段の出力に基づき上記調整
手段を駆動する制御手段とを設けたので、プローブ針や
電極等の検診部材とチップの端子との均一適正な接触圧
力が容易に得られ、装置の寿命を延ばすという優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるプローバ装置を示す
概略構成図である。

【図２】この発明の一実施例によるチャックトップの上
面からの見取図である。

【図３】この発明の一実施例によるプローブカードの下
面からの見取図である。

【図４】この発明の一実施例によるテーパピンと、レー
ザー光の往復経路の位置関係図である。

【図５】この発明の一実施例による動作手順のフローチ
ャートである。

【図６】この発明の他の実施例によるプローバ装置を示
す概略構成図である。

【図７】従来のプローバ装置を示す概略構成斜視図（一
部断面）である。

【図８】プローブ針とボンディングパッドの接触状態図
である。

【図９】プローブ針を持たないタイプのプローブカード
の断面図である。

【符号の説明】

１　　プローブカード ２　　プローブ針（検診部材） ３　　プローバ基準座金（固定部材） ４　　ウエハ ５、５ａ，５ｂ　　チップ ６、６ａ，６ｂ　　ボンディングパッド（チップの端子
）７　　チャックトップ ８　　ネジ ９　　電極（検診部材） ２１　　レーザー発振器 ２２　　ハーフミラー ２３　　ハーフミラー ２４　　全反射ミラー ２５　　カウンター ２６　　円形状全反射ミラー ２７、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ　　テーパピン２８　　
ステッピングモーター ２９　　制御手段 ３０　　容量センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体素子を集積化してなるチップが
   形成されたウエハを上面に載置し、三次元的に移動可能
   となったチャックトップと、このチャックトップの上方
   に位置されるプローブカードと、このプローブカードの
   下面に設けられ、かつ上記チャックトップの上動により
   上記チップの端子に接触して当該チップを試験する検診
   部材と、上記プローブカードをネジを介して固定する固
   定部材とを有して成るプローバ装置において、上記プロ
   ーブカードのチャックトップに対する平行度を調整する
   調整手段と、上記平行度を計測する計測手段と、この計
   測手段の出力に基づき上記調整手段を駆動する制御手段
   とを設けたことを特徴とするプローバ装置。