(57)【要約】【課題】テストのスループットを向上させることができるプローブカード、これを用いた撮像素子の試験方法および試験装置を提供する【解決手段】実施の一形態によるプローブカードは、基板と、第１および第２のプローブとを備える。前記基板の第１の領域には開口が設けられる。前記第１のプローブは、その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられる。前記第２のプローブは、前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の領域に開口が設けられた基板と、
その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられた第１のプローブと、
前記基板の前記第１の領域に隣接し、前記第１の領域を間に挟んで互いに対向する第２および第３の領域にそれぞれ設けられた第２および第３のプローブと、
前記第２および第３の領域に設けられ、前記開口からの光を遮断する遮光部材と、
前記基板を貫通して前記遮光部材内の空間に至る第２の開口と、
前記第２の開口に設けられ、外部の排気装置に接続されるパイプと、
を備え、
前記第１のプローブは、明時テストおよび暗時テストの双方で使用され、
前記第２および第３のプローブは、暗時テストに使用される、
プローブカード。
【請求項２】
第１の領域に開口が設けられた基板と、
その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられた第１のプローブと、
前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に設けられた第２のプローブと、
を備えるプローブカード。
【請求項３】
前記基板の前記第２の領域に設けられ、前記開口からの光を遮断する遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記基板を貫通して前記遮光部材内の空間に至る第２の開口と、
前記第２の開口に設けられ、外部の排気装置に接続されるパイプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のプローブカード。
【請求項５】
第１の領域に開口が設けられた基板と、その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられた第１のプローブと、前記第１の領域に隣接する前記第２の領域に設けられた第２のプローブと、前記第２の領域に設けられ、前記開口からの光を遮断する遮光部材と、を備えるプローブカードを用いた撮像素子の試験方法であって、
前記第１の領域に位置する撮像素子に対する明時試験または暗時試験と、前記第２の領域に位置する撮像素子に対する暗時試験と、を同時に実行することを特徴とする試験方法。
【請求項６】
前記暗時試験に要する第１の時間は、前記明時試験に要する第２の時間よりも長く、
前記第１の時間と前記第２の時間との差分の時間だけ、前記第２の時間に引き続いて前記第１の領域に位置する撮像素子に対する暗時試験を実行することを特徴とする請求項５に記載の試験方法。
【請求項７】
被試験体である撮像素子が所定間隔で設けられた基体を支持する支持ユニットと、
前記基体に光を照射する光源と、
前記支持ユニットと前記光源との間に配設されるプローブカードと、
前記撮像素子に対する試験を実行する制御ユニットと、
を備える、撮像素子の試験装置であって、
前記プローブカードは、
前記光が通過する開口が第１の領域に設けられた基板と、
その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられた第１のプローブと、
前記第１の領域に隣接する第２の領域に設けられた第２のプローブと、
前記第２の領域に設けられ、前記開口からの光を遮断する遮光部材と、
を備えることを特徴とする試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プローブカード、これを用いた撮像素子の試験方法および試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置、例えばイメージセンサのテストには、基体上に設けられたチップに光を照射した状態で行う明時テストと、チップが遮光された状態で行なう暗時テストがある。
【０００３】
近年、イメージセンサの画素数増加に伴い、チップの大型化が進んでいる。この一方で、テストのスループットを向上させるためには、多数個取り数の増加が必須となっているが、チップの大型化に起因して光源の照射エリアが制約となっているなどの原因で、多数個取り数を増やすことが困難になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１７２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、テストのスループットを向上させることができるプローブカード、これを用いた撮像素子の試験方法および試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の一形態によるプローブカードは、基板と、第１および第２のプローブとを備える。前記基板の第１の領域には開口が設けられる。前記第１のプローブは、その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられる。前記第２のプローブは、前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態による試験装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態によるプローブカードの説明図。
【図３】図２に示すプローブカードが備える遮光部材の説明図。
【図４】図３に示す遮光部材の作用の説明図。
【図５】第１の実施の形態による撮像素子の試験方法の説明図。
【図６】第２の実施の形態による撮像素子の試験方法の説明図。
【図７】参考例による撮像素子の試験方法の説明図。
【図８】第２の実施の形態による試験装置の概略構成を示すブロック図。
【図９】第２の実施の形態によるプローブカードの説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の一形態によるプローブカードは、基板と、第１および第２のプローブとを備える。前記基板の第１の領域には開口が設けられる。前記第１のプローブは、その先端が前記開口内へ延在するように前記第１の領域に設けられる。前記第２のプローブは、前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に設けられる。
【０００９】
以下、実施の形態のいくつかについて図面を参照しながら説明する。以下の各図において同一の部分には同一の参照番号を付し、その重複説明は適宜省略する。
【００１０】
（１）試験装置の第１の実施の形態
図１は、第１の実施の形態による試験装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示す試験装置は、テスタ本体９と、プローバ６と、テストヘッド３と、プローブカードＰＣ１と、光源１と、鏡筒４と、を備える。
【００１１】
テスタ本体９は、光源１とテストヘッド３とアクチュエータ８に接続され、指令信号を生成して光源１とアクチュエータ８にそれぞれ供給し、後述する明時テストおよび暗時テストの進行を制御する。本実施形態においてテスタ本体９は例えば制御ユニットに対応する。
【００１２】
プローバ６は、ステージＳと、ウェーハＷをステージＳ上に搬送する搬送部（図示せず）と、アクチュエータ８とを含む。
【００１３】
ステージＳは、被試験体である撮像装置がマトリクスをなすように主面に配設されたウェーハＷを支持する。ステージＳは本実施形態において例えば支持ユニットに対応する。ウェーハＷは、本実施形態において例えば基体に対応する。
【００１４】
アクチュエータ８は、テスタ本体９から指令信号を与えられ、この指令信号に基づいてステージＳをその主面に平行な水平面で移動させてウェーハＷ上の所望のチップ１２（図２参照）とプローブカードＰＣ１との位置合せを行う。
【００１５】
光源１は、テスタ本体９からの指令信号に従って光２を生成してウェーハＷのチップ１２（図４参照）の撮像装置に向けて照射する。  
鏡筒４は、テストヘッド３の中央部を貫通するように設けられ、光源１からの光２がジャストフォーカスで撮像装置へ照射するように光２の光路を制御する。
【００１６】
プローブカードＰＣ１は、チップのＩ／Ｏ部に接触可能な複数のプローブ（図３参照）を含み、明時テストおよび暗時テストにおいて撮像装置のＩ／Ｏ部１５（図３参照）から受けた撮像装置からの信号を検出してテストヘッド３に送る。  
テストヘッド３は、テスタ本体９とプローブカードＰＣ１とに接続され、テスタ本体９からの指令信号に基づいて撮像装置に対する明時テストおよび暗時テストを行う。
【００１７】
（２）プローブカードの第１の実施の形態
図２はプローブカードＰＣ１の説明図であり、（ａ）は、プローブカードＰＣ１の上面図、（ｂ）プローブカードＰＣ１の底面図、さらに（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、プローブカード基板ＰＳのほぼ中央に位置するプロービング領域ＡＲ１には光源１からの光２を通過させてウェーハＷ上のチップ１２に照射させるための開口ＯＰ１が設けられている。
【００１９】
本実施形態のプローブカードＰＣ１の第１の特徴は、プロービング領域ＡＲ１を間に挟むようにプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３が追加設定され、光２が通過するプロービング領域ＡＲ１のみならず、これに隣接するプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３にもプローブが設けられている点にある。
【００２０】
すなわち、図２（ｂ）に示すように、プローブカード基板ＰＳの裏面側において、プロービング領域ＡＲ１には所定間隔で配置された２対のプローブ対１１ａ，１１ｂが設けられ、プロービング領域ＡＲ２には１対のプローブ対１３ａが設けられ、プロービング領域ＡＲ３には１対のプローブ対１３ｂが設けられる。プロービング領域ＡＲ１のプローブ対１１ａ，１１ｂは、各先端が互いに開口ＯＰ１内の空間を間に挟んで対向するように配置された複数のプローブ針でそれぞれ構成される。プロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３のプローブ対１３ａ，１３ｂは、各先端が互いにプローブカード基板ＰＳの直下の空間を間に挟んで対向するように配置された複数のプローブ針で構成される。そして、これらのプローブ針は、いずれもその先端がチップ１２のＩ／Ｏ部１５（図３参照）に当接してこれに接続可能となるように設計されて配置されている。本実施形態において、プロービング領域ＡＲ１〜ＡＲ３は、例えば第１乃至第３の領域にそれぞれ対応し、プローブ対１１ａ，１１ｂは例えば第１のプローブ対に対応し、プローブ対１３ａ，１３ｂは、例えば第２及び第３のプローブ対にそれぞれ対応する。
【００２１】
本実施形態のプローブカードＰＣ１の第２の特徴は、プローブカード基板ＰＳ裏面のプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３へ開口ＯＰ１から進入する光２を遮ってプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３直下のチップ１２に対する暗時テストに好適な状態を保持する遮光部材１４ａ，１４ｂをさらに備える点にある。
【００２２】
図３は、遮光部材１４ａ，１４ｂの説明図であり、（ａ）はプローブカード基板の底面側から見た上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）に示すように、遮光部材１４ａ，１４ｂは矩形の底板と枠体が一体形成されたトレイ状の部材であり、Ｉ／Ｏ部１５を除くチップ１２のほぼ全域を枠体部分で覆うだけの大きさを有する。遮光部材１４ａ，１４ｂは、光２を透過しない柔軟な材質、例えばゴムを用いて形成される。遮光部材１４ａ，１４ｂの高さｈはプロービング時のプローブ針の高さに所定のマージン分を加えたものに相当し、プロービング時にチップ１２に密着するよう予め調整されている。
【００２３】
図４に示すように、遮光部材１４ａ，１４ｂが設けられているために、プロービング領域ＡＲ１で明時テストを行っている際に光源１から照射された光２がプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３に位置するチップ１２に進入することが防止される。これにより、プロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３を、（図４においては紙面垂直方向の奧側または手前側に位置する）プローブ１３ａ，１３ｂを用いた暗時テスト用の領域として使用することが可能になる。さらに、プロービング領域ＡＲ１で明時テストが行われている際中にプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３で暗時テストを同時に行うことも可能であることから、プロービング領域ＡＲ１〜ＡＲ３について明時テストに並行した暗時テストを同時に行うことが可能になる。
【００２４】
（３）試験方法の第１の実施の形態
図５は、図２に示すプローブカードＰＣ１を用いた撮像素子の試験方法の説明図である。図５では説明を簡単にするため、ウェーハＷ上にチップが横６列で合計２４個形成されたものとする。プローブカードＰＣ１は、１対（プロービング領域ＡＲ２）＋２対（プロービング領域ＡＲ１）＋１対（プロービング領域ＡＲ３）の合計４対のプローブ対が設けられた４個取りになっている。そこで、プローブ対１１ａ，１１ｂで明時テストを行い、プローブ対１３ａ，１３ｂで暗時テストを行うことにより、例えば図５のウェーハＷ上で斜線を引いた横一列の４つのチップ１２については３回のテストでいずれのチップについても明時テストおよび暗時テストを完了することができる。
【００２５】
すなわち、第１回目ではプローブ対１１ｂで明時テスト、プローブ対１３ｂで暗時テストを行い、第２回目ではプローブ対１１ａ，１１ｂで明時テスト、プローブ対１３ａ，１３ｂで暗時テストを行う。さらに、第３回目においてプローブ対１１ａで明時テスト、プローブ対１３ａで暗時テストを行えばよい。
【００２６】
そして、横６列、合計２４個のチップ１２の全テストを行うには、１２回＋６回＝１８回のテストが必要となる。しかし、１回のテスト時間は明時テストと暗時テストで時間が長い方のテストに一致させた時間になるため、明時テストに要する時間を１５ｓ、暗時テストに要する時間を２０ｓとした場合、ウェーハＷの全テストに要する時間は、２０ｓ×１８回＝３６０ｓとなる。
【００２７】
（４）試験方法の第２の実施の形態
図１に示す試験装置においては、テスタ本体９からの制御により、光源１をオンからオフにし、または図示しないシャッタなどを用いて光２をプローブカードＰＣ１の手前で遮断することにより、プローブカードＰＣ１のプロービング領域ＡＲ１について、明時テストに引き続いて暗時テストを行うことも可能である。すなわち、プロービング領域ＡＲ１を、明時テストおよび暗時テストの領域として使用することができる。これにより、明時テストに要する時間よりも暗時テストに要する時間が長い場合、例えばプローブ１１ａ，１１ｂによる明時テストが終了してプローブ１３ａ，１３ｂによる暗時テスト終了を待っている間に、プローブ１１ａ，１１ｂにより明時テストに引き続く暗時テストを行うことができる。このようなタイムラグを利用した試験方法について第２の実施の形態による試験方法として説明する。
【００２８】
図６は、本実施形態による撮像素子の試験方法の説明図である。試験装置としては図１に示す試験装置をそのまま使用することができる。
【００２９】
第１回目においてプローブ対１１ｂで明時テスト、プローブ対１３ｂで暗時テストを行うが、明時テストの終了直後にプローブ対１１ｂによる暗時テストに即座に切り替えて引き続き暗時テストを行う。
【００３０】
第２回目でも同様に、プローブ対１１ａ，１１ｂによる明時テスト、プローブ対１３ａ，１３ｂによる暗時テストを始めるが、明時テストの終了直後にプローブ対１１ａ，１１ｂによる暗時テストに切り替える。
【００３１】
さらに、第３回目においても、プローブ対１１ａで明時テスト、プローブ対１３ａで暗時テストを開始し、明時テストの終了直後にプローブ対１１ａによる暗時テストに切り替える。
【００３２】
前述した第１の実施の形態と同様に、明時テストに要する時間を１５ｓ、暗時テストに要する時間を２０ｓとした場合、図５に示すウェーハＷの全チップ１２（横６列、合計２４個）に要する時間は、１７．５ｓ×１８回＝３１５ｓとなり、前述した第１の実施の形態によるテスト方法よりもテスト時間短縮の効果が得られる。
【００３３】
（５）試験方法の参考例
比較例として参考例による撮像素子の試験方法について図７を参照して説明する。図７は、光を通すための開口が設けられたプロービング領域のみにプローブ１１ａ，１１ｂが設けられた、２個取りのプローブカードＰＣ１０を用いてチップ１２を試験する方法の一例を示す。
【００３４】
図７において、ウェーハＷ上で斜線を引いた横一列の４つのチップ１２の全テスト（明時テスト＋暗時テスト）を行なうには、２回のテストが必要となる。同様に、総計２４個のウェーハＷの全テストを行うには、図７の右上に示すように１２回のテストが必要となる。前述した実施形態と同様に、明時テストに要する時間を１５ｓ、暗時テストに要する時間を２０ｓとすると、ウェーハＷの全テストに要する時間は、（１５ｓ＋２０ｓ）×１２回＝４２０ｓとなる。
【００３５】
これに対して、上述した第１の実施の形態では、暗時テスト用のプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３に設けられたプローブ１３ａ，１３ｂをも用いるので、図７の参考例と比較して約１．２倍のスループット向上を実現することができる。
【００３６】
また、前述した第２の実施の形態では、プロービング領域ＡＲ１においてプローブ対１１ａ，１１ｂを用いた明時テストおよび暗時テストをプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３における暗時テストと同時並行に行うので、図７の参考例と比較して約１．３倍のスループット向上を実現することができる。
【００３７】
以上述べた少なくとも一つの実施の形態による撮像素子の試験方法によれば、明時テストと暗時テストとを同時に並行して実行できるので、テストのスループットを向上させることが可能になる。
【００３８】
（６）試験装置およびプローブカードの第２の実施の形態
図８は、第２の実施の形態による試験装置の概略構成を示すブロック図である。図１との対比により明らかなように、図８に示す試験装置は、第１の実施の形態による試験装置の構成に加えて排気ユニット１０をさらに備え、プローブカードＰＣ１に代えて、排気ユニット１０に接続されたプローブカードＰＣ２を備える。プローブカードＰＣ２は、図９の説明図に示すように、プローブカード基板ＰＳおよび遮光部材１４ａ，１４ｂの各底板を貫通する開口ＯＰ２と、この開口ＯＰ２内に設けられたパイプ１６ａ，１６ｂを備える。パイプ１６ａ，１６ｂは排気ユニット１０に接続されている。プローブカードＰＣ２のその他の構成は、図２乃至図４に示すプローブカードＰＣ１と実質的に同一である。
【００３９】
排気ユニット１０は、テスタ本体９にも接続され、テスタ本体９から与えられる制御信号に従い、チップ１２に対するプロービング時にパイプ１６ａ，１６ｂから真空引きを行う。これにより、遮光部材１４ａ，１４ｂとウェーハＷとの密着度が高まるので、上述した実施の形態と比較してプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３での遮光性をより一層高めることができる。
【００４０】
図９に示すプローブカードＰＣ２を備える本実施形態の試験装置による撮像装置の試験方法は、排気ユニット１０による真空引きを除いて上述した第１の実施の形態による試験装置を用いた場合と実質的に同一であるので、具体的な説明は省略する。
【００４１】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によるプローブカードおよび試験装置によれば、光を通過させる開口が設けられるプロービング領域に隣接して暗時テスト用のプロービング領域を追加で設けるので、多数個取り数を増やすことが可能となり、テストのスループットを向上させることが可能になる。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
【００４３】
例えば上述の実施の形態では、プロービング領域ＡＲ１に２対のプローブ対１１ａ，１１ｂ、プロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３にそれぞれ１対のプローブ対１３ａ，１３ｂを設ける例を取り挙げて説明したが、プローブ対の数量はこれに限るものでは決してなく、プロービング領域ＡＲ１にＭ対（Ｍは２の倍数である自然数）、プロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３にそれぞれ（Ｍ／２）対（Ｍは２の倍数である自然数）のプローブ対を設けることができる。Ｍの具体的数量としては、上述した２の他、４（８個取り）や６（１２個取り）などの多数個取りが可能である。また、上述した実施の形態では、暗時テスト用のプロービング領域として、２つのプロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３を取り挙げたが、プロービング領域ＡＲ１を間に挟む２つの領域のいずれもが必須というわけではなく、プロービング領域ＡＲ１に隣接する単一の領域（ＡＲ２およびＡＲ３のいずれか）を暗時テスト用のプロービング領域としてもよい。この場合、プロービング領域ＡＲ１にＮ対（Ｎは自然数）のプローブ対、プロービング領域ＡＲ２，ＡＲ３のいずれかにＮ対（Ｎは自然数）のプローブ対を設けることができる。Ｎの具体的数量としては、１（２個取り）や２（４個取り）などの多数個取りが可能である。
【００４４】
上述した実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１…光源、２…光、３…テストヘッド、４…鏡筒、６…プローバ、８…アクチュエータ、９…テスタ本体、１０…排気ユニット、１１ａ，１１ｂ…開口部のプローブ（第１のプローブ対）、１２…チップ、１３ａ…遮光部のプローブ（第２のプローブ対）、１３ｂ…遮光部のプローブ（第３のプローブ対）、１４ａ，１４ｂ…遮光ゴム、１６ａ，１６ｂ…パイプ、ＡＲ１〜ＡＲ３…プロービング領域、ＯＰ１，ＯＰ２…開口、ＰＣ１，ＰＣ２…プローブカード、ＰＳ…プローブカード基板、Ｓ…ステージ、Ｗ…ウェーハ（基体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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