(57)【要約】【目的】  本発明の目的は、検査毎に基板の温度が変化するのを防止し、検査時間を短くすることができるプローブカードを提供する。【構成】  このプローブカードは、半導体チップ１０を高温状態で検査するのに使用されるプローブカードであって、基板１００と、この基板１００の第１の面のプローブ配設領域に配設された複数のプローブ２００と、基板１００の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられた蓄熱手段３００と、基板１００の第２の面に取り付けられた補強プレート４００とを具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと共に所定温度に加熱され、その高温状態で当該半導体チップを検査するのに使用されるプローブカードにおいて、基板と、この基板の第１の面に設けられたプローブと、前記基板の少なくとも一部に設けられており且つ前記加熱による熱を蓄熱可能な蓄熱手段とを備えたことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
請求項１記載のプローブカードにおいて、前記蓄熱手段は、前記基板の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられていることを特徴とするプローブカード。
【請求項３】
請求項２記載のプローブカードにおいて、前記蓄熱手段は、前記基板の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられており且つ当該基板の第１の面を内部に露出させる開口部が設けられた部屋部と、この部屋部に入れられる流体とを有することを特徴とするプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ上の半導体チップを高温状態にして行う検査に使用されるプローブカードの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のプローブカードは、その複数のプローブを半導体チップの複数の電極に接触させて検査を行うに毎に、当該半導体チップがセットされるプローバのチャックから発生する熱により室温から検査温度( 例えば、１２５℃) に加熱される( 即ち、高温状態にして使用される) 。このため、前記プローブカードの基板自体の温度が、検査毎に前記室温から検査温度までの温度変化に応じて変化し、これにより当該基板が熱膨張変形する。このように前記基板が熱膨張変形すると、当該基板に設けられた前記プローブの先端が位置ずれを起こし、前記半導体チップの電極にうまく接触しない等の不具合が生じる。
【０００３】
そこで、従来では、前記検査毎に、前記プローブと前記電極との位置をカメラで撮影し、その映像に基いて前記チャック上の半導体チップをＸ、Ｙ、Ｚ方向に動作させ、前記プローブの位置を前記電極の位置に合わせる位置補正を行うようにしているが、この位置補正は、前記基板の熱膨張変形が飽和状態( 即ち、基板の温度が略一定になる状態) に達するのを待たなければならないことから、一つの半導体チップの検査時間が長くなるという問題がある。特に、Ｚ方向の位置補正は、前回検査した半導体チップのＺ方向の補正位置を基準として検査毎に行われるため、前記基板の熱膨張変形量が大きいと、その処理に時間が掛かるという問題がある。
【０００４】
このため、前記プローブカードの基板の第１の面に、対流熱移動阻止プレート及び断熱材を取り付け、前記チャックから発生する熱が前記基板に直接伝わるのを阻止するようにし、当該基板の熱膨張変形を抑制したものがある( 特許文献１) 。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３５７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記プローブカードの基板に対流熱移動阻止プレート及び断熱材を取り付けたとしても、前記チャックから発生する熱が間接的に前記基板に伝わるため、当該基板自体の温度が変化し、熱膨張変形する。従って、前記問題が依然として内在している。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、検査毎に基板の温度が変化するのを防止し、検査時間を短くすることができるプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のプローブカードは、半導体チップと共に所定温度に加熱され、その高温状態で当該半導体チップを検査するのに使用されるプローブカードであって、基板と、この基板の第１の面に設けられたプローブと、前記基板の少なくとも一部に設けられており且つ前記加熱による熱を蓄熱可能な蓄熱手段とを備えている。
【０００９】
前記蓄熱手段は、前記基板の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられていることが好ましい。
【００１０】
前記蓄熱手段は、前記基板の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられており且つ当該基板の第１の面を内部に露出させる開口部が設けられた部屋部と、この部屋部に入れられる流体とを有した構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプローブカードによる場合、検査温度を高温状態にして半導体チップの検査を行うに当たり、検査時の加熱による熱が蓄熱手段に蓄熱される。この蓄熱手段の熱が前記基板に作用し続けることにより、当該基板の温度を前記高温状態の温度に近い温度で略一定に維持することができる。即ち、基板が熱膨張変形した略一定の状態を維持することができるので、半導体チップの高温状態での動作を連続して検査するに当たり、前記基板の熱膨張変形が飽和状態に達するまで時間及び位置補正に掛かる時間を短縮することができる。よって、検査効率を向上させることができる。
【００１２】
しかも、前記蓄熱部材を前記基板の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けるようにすれば、チャックから発生した熱を当該蓄熱部材に効率よく蓄熱させることができ、且つ前記熱が前記基板に直接作用し難くすることができる。よって、前記基板の熱膨張変形を抑制する上でメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの底面側から示した模式的斜視図、図２は同プローブカードの図１のＡ−Ａ断面図であって、使用状態を示す図、図３は同プローブカードの設計変更例を示す模式的断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すプローブカードは、半導体チップ１０を高温状態で検査するのに使用されるいわゆるカンチレバー型( 横型) と呼ばれるプローブカードであって、第１の面の中央部の領域がプローブ配設領域になっている基板１００と、この基板１００の第１の面のプローブ配設領域に配設された複数のプローブ２００と、基板１００の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられた蓄熱手段３００と、基板１００の第２の面に取り付けられた補強プレート４００とを具備している。以下、各部を詳しく説明する。
【００１５】
基板１００は、プリント基板であって、内部にプローブ２００と接続される図示しない配線パターンが設けられている。この基板１００の第２の面には前記配線パターンに接続された図示しない外部電極が設けられている。この外部電極は図示しないテスター等の検査用測定機器と電気的に接続するためのものである。
【００１６】
補強プレート４００は、基板１００よりも剛性の高い素材( 例えば、ステンレス鋼) で構成された板材である。この補強プレート４００は、基板１００に取り付けられることにより、当該基板１００の熱膨張変形を抑制する役割を果たす。
【００１７】
プローブ２００は、タングステンや３％程度のレニウムを含有したタングステン合金等から構成された周知のものである。このプローブ２００は、先端の接触部２１０と、この接触部２１０に連なる本体部２２０とを有している。接触部２１０は半導体チップ１０の電極１１に対して略直角に接触するように本体部２２０から折り曲げられている。本体部２２０は、基板１００の第１の面のプローブ配設領域にエポキシ系樹脂等のプローブ固定部材５００により固定され、基板１００の第１の面から露出した前記配線パターンに接続される。このとき、プローブ２００は、半導体チップ１０の電極１１の配置に対応するように基板１００の第１の面のプローブ配設領域に配設される。
【００１８】
蓄熱手段３００は、一端加熱されると、その熱を蓄え冷め難くなっているものである。この蓄熱手段３００は、基板１００の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられており、当該蓄熱手段３００を設けた上でのプローブカードにおける熱の問題を単純化している。即ち、蓄熱手段３００は、当該蓄熱手段３００に蓄熱された熱の影響をプローブ２００に直接与えないようなプローブ配設領域以外の領域の位置に配設されている。
【００１９】
この蓄熱手段３００は、基板１００の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に設けられた部屋部３１０と、この部屋部３１０に入れられる流体３２０とを有する。
【００２０】
部屋部３１０は、熱伝導率の低い素材( 例えば、ステンレス) で構成された環状の箱体であって、上面が開放されている( 以下、開放された部分を開口部３１１と称する) 。この部屋部３１０は、基板１００の第１の面のプローブ配設領域以外の領域に取り付けられ、当該基板１００により開口部３１１が閉塞される。これにより、部屋部３１０内部に基板１００の第１の面が露出する。
【００２１】
また、部屋部３１０の高さ寸法はプローブ２００の高さ寸法よりも小さくなっている。即ち、部屋部３１０の高さ寸法は、プローブ２００の接触部２１０が半導体チップ１０の電極１１に接触した際に、当該部屋部３１０が半導体チップ１０に接触しない高さ寸法に設定されている。この部屋部３１０の内部の大きさは、蓄熱手段３００が基板１００全体を均熱可能な熱容量を有することができる程度の量の流体３２０を収容可能な大きさとなっている。
【００２２】
流体３２０は大気中の空気である。この流体３２０は、部屋部３１０が基板１００に取り付けられる際に、部屋部３１０内部に入り込む。
【００２３】
このような構成のプローブカードは、基板１００が前記検査用測定機器のプローバに取り付けられ、当該プローバのチャックにセットされた半導体チップ１０の高温状態における動作を連続して検査するのに使用される。以下、前記プローブカードの使用方法について説明すると共に、当該プローブカードの機能について説明する。
【００２４】
まず、前記検査用測定機器の電源をオンにすると、内部のコンピュータによりメモリ上のシーケンスプログラムが処理される。すると、前記検査用測定機器のプローバの搬送装置が動作し、最初の半導体チップ１０がセットされたチャックを搬入位置から検査位置にかけて移動させる。
【００２５】
前記チャックが検査位置に位置すると、前記チャックのヒータが動作し、当該チャック上の半導体チップ１０を加熱する。すると、前記チャックのヒータから発せられた熱が前記プローブカードの蓄熱手段３００の部屋部３１０に作用し、部屋部３１０及び当該部屋部３１０内の流体３２０に蓄熱される。これと共に、前記チャックのヒータから発せられた熱が基板１００に作用し、当該基板１００が熱膨張変形する。
【００２６】
そして、前記プローバの図示しない温度計を通じて検査位置の周辺の温度が検査温度( 例えば、１２５℃) に達した( これが、所定温度に加熱された高温状態である。) と判断すると、基板１００の熱膨張変形が飽和状態に達するまでの所定時間の計測を開始する。その後、前記所定時間が経過したと判断すると、前記プローバの図示しないカメラを通じて前記プローブカードの複数のプローブ２００の接触部２１０と半導体チップ１０の複数の電極１１との位置を撮影し、その撮影映像に基いて前記プローバの移動装置を動作させる。これにより、前記チャック上の半導体チップ１０を前記プローブカードに対してＸ、Ｙ、Ｚ方向に相対的に動作させ、前記プローブカードの複数のプローブ２００の接触部２１０の位置を半導体チップ１０の複数の電極１１の位置に合わせる位置補正を行う。
【００２７】
この位置補正が完了すると、前記プローバの移動装置が動作し、当該チャック上の半導体チップ１０と前記プローブカードとを相対的に近接させる。これにより前記プローブカードの複数のプローブ２００の接触部２１０が半導体チップ１０の複数の電極１１に接触する。その後、さらに、前記プローブカードと半導体チップ１０とを相対的に近接させ、プローブ２００の複数の接触部２１０を半導体チップ１０の複数の電極１１に押圧させる( 即ち、オーバードライブを行う) 。この過程で、最初の半導体チップ１０の動作が前記検査用測定機器により検査される。
【００２８】
その後、前記プローバの移動装置が動作し、前記チャック上の半導体チップ１０とプローブカードとを相対的に離反させる。すると、前記プローバの搬送装置が動作し、前記チャックを検査位置から搬出位置に移動させる一方、次の半導体チップ１０がセットされたチャックが搬入位置から検査位置に搬送される( 即ち、半導体チップ１０の取り替え) 。このとき、検査位置の周辺の温度が室温近くまで低下するが、部屋部３１０及び流体３２０に蓄熱された熱が基板１００に作用し続けることにより、当該基板１００全体を温め続ける。これにより、基板１００の温度が検査温度に近い温度で略一定に維持され、基板１００が上述した熱膨張変形した略一定の状態で維持される。
【００２９】
このため、次の半導体チップ１０及びそれ以降半導体チップ１０( 即ち、２個目以降の半導体チップ１０) の検査については、基板１００の熱膨張変形が飽和状態に達するまでの前記所定時間を短く設定することができ、且つ前記位置補正に掛かる時間を短縮することができる。よって、前記プローブカードは半導体チップ１０の検査時間の短縮を図ることができる。なお、これら以外の検査工程については最初の半導体チップ１０の検査工程と同じであるため、説明は省略する。
【００３０】
なお、前記プローブカードは、カンチレバー型であるとしたが、これに限定されるものではない。即ち、縦型のプローブカードとすることもできる。
【００３１】
プローブ２００については、半導体チップ１０の電極１１に接触し得るものである限り、どのようなものを用いてもかまわない。
【００３２】
蓄熱手段３００については、検査の熱源の熱を蓄熱し且つ基板１００の温度変化の度合いを抑制し得るものであれば、どのようなものを用いてもかまわない。例えば、図３に示すように、熱伝導率の低い部材( 例えば、ステンレス等の金属) を基板１００の第１の面に取り付けるようにしてもかまわない。勿論、蓄熱手段３００として、熱伝導率の低い部材であれば、前記金属以外のものを用いることが可能であることは言う迄もない。なお、蓄熱手段３００として基板１００よりも剛性の強い部材を用いる場合、補強プレート４００の役割を果たすように構成することもできる。
【００３３】
また、蓄熱手段３００は、チャックから発生する熱の影響を受け易い基板１００の第１の面に設けられていることが望ましいが、これに限定されるものではない。例えば、熱源がプローバのチャックではなく、別にある場合には、流体３２０を基板１００の第２の面に設けることも可能である。勿論、蓄熱手段３００を基板１００の第１の面及び第２の面の双方に設けることも可能である。
【００３４】
部屋部３１０については、環状の箱体であるとしたが、流体３２０を収容し得るものであれば、どのようなものを用いてもかまわない。
【００３５】
流体３２０については、空気であるとしたが、これに限定されるものではなく、ガス等のその他の気体や液体を用いることも可能である。
【００３６】
なお、上記実施例では、半導体チップの高温状態での動作を検査するのに使用されるプローブカードとして説明したが、前記チャックに冷却手段が備えられており、半導体チップの低温状態での動作を検査するのに使用されるプローブカードとすることも可能である。この場合、蓄熱手段に蓄熱された熱により基板が冷やされ、当該基板が熱収縮変形した状態で維持することがことができるので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
更に、上記蓄熱手段に代えて加熱手段を基板に設け、半導体チップ１０の取り替えの間基板を加熱することにより当該基板の温度を一定に保つようにすることも一応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係るプローブカードの底面側から示した模式的斜視図である。
【図２】同プローブカードの図１のＡ−Ａ断面図であって、使用状態を示す図である。
【図３】同プローブカードの設計変更例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０      プローブ
１１      電極
１００    基板
２００    プローブ
３００    蓄熱手段
３１０    部屋部
３１１    開口部
３２０    流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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