(57)【要約】【課題】多くの入出力パッド有するＩＣチップの電気的特性を２つ同時に検査する際に問題となるプローブ針への異物の付着量を低減するとともに、プローブ針同士の接触を防止し、さらにはプローブ針の交換、調整作業を容易にした検査用プローブカードを提供する。【解決手段】本発明の第１実施例の検査用プローブカード１はプローブ針２ａ〜２ｄと、支持部３ａ、３ｂと、中央を開口された絶縁部４により構成されている。各プローブ針２ａ〜２ｄは、半田５等の固定手段により、支持部３ａ、３ｂに固定されている。また、支持部３ａ、３ｂは、絶縁部４にネジ止め等の固定手段により固定され、容易に取付け、取外しできる構成になっている。さらに各プローブ針２ａ〜２ｄは、支持部３ａ、３ｂ内の配線６、コンタクトパッド７、絶縁部４内の配線８を介し、図示しないテスタ及びテスタヘッドに電気的に接続されている。【選択図】  図１
2004301807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ上の２つのＩＣチップの電気的特性を同時に検査するためのプローブ針を開口部の左右から延設した検査用プローブカードにおいて、同列上に形成された１つおきのＩＣチップの入出力パッドに複数のプローブ針を当接して検査することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記プローブ針を固定する保持部と、前記保持部を固定する絶縁部を有し、前記保持部が容易に前記絶縁部から脱着可能であることを特徴とする検査用プローブカード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ（以下、ウェーハと言う）に形成されたＩＣチップの検査用プローブカードに関し、特に多くの入出力パッドを有するＩＣチップの電気的特性を２つ同時に検査する際に好適な検査用プローブカードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては、ウェーハプロセスが終了してウェーハ内にＩＣチップが完成した後、ＩＣチップの良否を判定するためにプローブテストと呼ばれる電気的特性の検査が行なわれる。
【０００３】
このようなプローブテストに使用されるプローブ装置は、例えば、特開２００２−１７６０７８号公報に開示されている。図４は、従来のプローブ装置４１を示す要部概略図である。図４に示すように、プローブ装置の従来例４１は、テスタ４２、テスタヘッド４３、プローブカード４４、ウェーハステージ４５、移動制御部４６で構成される。
【０００４】
テスタ４２は、ウェーハ４７に形成されたＩＣチップ４８からの信号を解析し、良否判定をするためのものであり、テスタヘッド４３は、テスト用の信号波形をＩＣチップ４８に入力するためのものである。また、プローブカード４４は、半田４９等の固定手段により、プローブ針５０を固定するものであり、中央に開口部を有する絶縁部５１で形成されている。プローブ針５０は、ＩＣチップ４８の入出力パッド５２に押圧して信号の入出力を行うものであり、ＩＣチップ４８の入出力パッド５２に合わせて配置されている。このプローブ針５０は、テスタ４２及びテスタヘッド４３に電気的に接続されている。また、ウェーハステージ４５は、ウェーハ４７を真空吸着して保持するものであり、移動制御部４６によりＸ、Ｙ、θ方向に移動可能な構成になっている。
【０００５】
次に、このプローブ装置４１の動作を説明する。先ず、ウェーハステージ４５上にウェーハ４７を載置し、このウェーハステージ４５を移動制御部４６により検査用プローブカード４４の真下まで移動させる。次に、ウェーハステージ４５を垂直方向に上昇させ、ウェーハ４７に形成されたＩＣチップ４８の入出力パッド５２に、プローブ針５０を接触させる。このとき、入出力パッド５２は、その表面が空気で酸化して、薄い酸化アルミニウム膜で覆われた状態となっている。従って、内部のアルミニウムを露出させ良好なコンタクトを得るために、プローブ針５０を入出力パッド５２の表面に接触させつつ、オーバードライブをかける（プローブ針５０が入出力パッド５２に接触してから、さらに入出力パッド５２を上方に向けて引き上げる）ことにより、プローブ針５０の先端部で入出力パッド５２表面の酸化アルミニウム膜を擦り取り、内部のアルミニウムを露出させるようにしている。
【０００６】
その後、テスタヘッド４３から、テスト用の信号波形をＩＣチップ４８に入力し、出てきた出力信号をテスタ４２で解析して、ＩＣチップ４８の良否が判定される。検査が終了すると、ウェーハステージ４５を下降させ、プローブテスト結果が不良を示していれば、そのＩＣチップ４８の表面にはマーキングがされた後、次のＩＣチップについて同様の試験が行なわれる。マーキングが施された不良チップは、後のダイシング工程で排除される。
【０００７】
しかし、近年の半導体集積回路の高集積化に伴い、１チップ当りの素子数が増加するとともに、信号を入出力するための入出力パッドの数も増加する傾向にある。特に、ＬＣＤドライバ等に使用されるＩＣチップは、ＬＣＤパネルが高精度化し、入出力パッドの数やウェーハ１枚当りのＩＣチップの数が増加している。この増加したＩＣチップの全てにプローブテストを行なうと、１枚のウェーハの検査に長い時間がかかり、生産性が低下することになる。このプローブテストのスループットを向上させるために、例えば、ウェーハに形成された隣接する２つのＩＣチップの各入出力パッドに複数のプローブ針をそれぞれ同時にプロービングすることにより、２つのＩＣチップを同時にプローブテストすることが行なわれている。
【０００８】
図５（ａ）、（ｂ）は、多くのＬＣＤドライバ用のＩＣチップ６１、６２を検査する従来の検査用プローブカード７１を示す拡大平面図及び断面図である。隣接する２つのＩＣチップ６１、６２には、内部に集積回路が形成されており、その集積回路に電気的に接続された各入出力パッド６３、６４及び６５、６６が表面に形成されている。なお、このＩＣチップ６１、６２の平均的なサイズは横１ｍｍ×縦２０ｍｍであり、入力パッド６３、６５のサイズは横６０μｍ×縦８０μｍ、出力パッド６４、６６のサイズは横６０μｍ×縦３０μｍである。また、入力パッド６３、６５の数は約４０個、出力パッド６４、６６の数は約４００個である。
【０００９】
このＩＣチップ６１、６２の電気的特性を検査する従来の検査用プローブカード７１は、プローブ針７２ａ〜７２ｄが半田７３等の固定手段により固定される絶縁部７４により構成される。左側のＩＣチップ６１を検査するプローブ針７２ａ、７２ｂは絶縁部７４の左側から延設され、右側のＩＣチップ６２を検査するプローブ針７２ｃ、７２ｄは絶縁部７４の右側から延設されて、２つのＩＣチップ６１、６２の電気的特性が同時に検査される。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１７６０７８号公報（第２，３頁、００１３段落〜００２１段落、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の検査用プローブカード７１には以下のような問題があった。オーバードライブをかけながらプローブテストを繰り返していくと、プローブ針７２ａ〜７２ｄの先端に、入出力パッド６３〜６６から削り取られたアルミニウム酸化膜、アルミニウム、金等の異物が付着する。特に、隣接する２つのＩＣチップ６１、６２の中心部では、約４００個の出力パッド６５と約４０個の入力パッド６４との距離Ｘが約１８０μｍしかなく、非常に近接した状態になっている。このため、削り取られた異物の逃げるスペースがなくなり、プローブ針７２ｂ、７２ｃにはより多くの異物が付着する。付着した異物は、プローブ針７２ｂ、７２ｃの接触抵抗を増加させて検査精度を低下させたり、ショートを引き起こすので、他のプローブ針７２ａ、７２ｄよりも寿命が短くなる。
【００１２】
また、プローブ針７２ａ〜７２ｄは微細なタングステンで作られているため、繰り返しの検査によりオーバドライブのかかる中心方向に変形しやすい。多数のプローブ針７２ｂ、７２ｃが近接しているため、この変形等により両者が接触して誤動作するという問題もある。
【００１３】
また、プローブ針７２ａ〜７２ｄは、直接半田７３等により絶縁部７４に固定されているため、プローブ針７２ａ〜７２ｄが異物付着により不良になった場合、検査用プローブカード７１毎交換するのでメンテナンスにかかるコストが増大する。また、プローブ針７２ａ〜７２ｄの変形により位置を再調整する場合でも、プローブ装置を停止させて行なうので装置の稼動率が低下する。さらには、左側のプローブ針７２ａ、７２ｂと右側のプローブ針７２ｃ、７２ｄが非対称であるため、プローブ針の位置調整が難しい。特に、ＬＣＤドライバー用のＩＣチップの場合は、出力パッドが４００本にも及ぶので、プローブカードの作製に多大な工数を要するという問題もあった。
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するために考えられたもので、多くの入出力パッド有するＩＣチップの電気的特性を２つ同時に検査する際に問題となるプローブ針への異物の付着量を低減するとともに、プローブ針同士の接触を防止し、さらにはプローブ針の交換、調整作業を容易にした検査用プローブカードを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の検査用プローブカードは、ウェーハ上の２つのＩＣチップの電気的特性を同時に検査するためのプローブ針を開口部の左右から延設した検査用プローブカードであって、同列上に形成された１つおきのＩＣチップの入出力パッドに複数のプローブ針を当接して検査することを特徴とする。この構成によれば、ＩＣチップの入出力パッドに当接する複数のプローブ針を離した状態で検査するので、プローブ針に付着する異物の量を低減でき、プローブ針同士が接触して誤動作することを防止できる。従って、プローブ針の寿命を大幅に延ばすことができるとともに、検査の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項２記載の検査用プローブカードは、請求項１記載の検査用プローブカードであって、前記プローブ針を固定する保持部と、前記保持部を固定する絶縁部を有し、前記保持部が容易に前記絶縁部から脱着可能であることを特徴とする。この構成によれば、プローブ針が不良になった場合でも、検査用プローブカードからプローブ針を容易に取付け、取外しできるので、検査のスループットが向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例の検査用プローブカード１を示す拡大平面図及び断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の第１実施例の検査用プローブカード１は、ウェーハ上のＩＣチップの電気的特性を２つ同時に検査するものであって、同列上に形成された１つおきのＩＣチップをペアとして検査できるように構成されたものである。
【００１９】
本発明の第１実施例の検査用プローブカード１は、プローブ針２ａ〜２ｄと、支持部３ａ、３ｂと、中央に開口された絶縁部４により構成されている。各プローブ針２ａ〜２ｄは、半田５等の固定手段により支持部３ａ、３ｂに固定されている。また、支持部３ａ、３ｂは、ネジ止め等の固定手段により絶縁部４に固定され、容易に取付け、取外しできる構成になっている。さらに各プローブ針２ａ〜２ｄは、支持部３ａ、３ｂ内の配線６、コンタクトパッド７、絶縁部４内の配線８を介し、図示しないテスタ及びテスタヘッドに電気的に接続されている。ここで、プローブ針２ａ、２ｂは、ＩＣチップ１１の入出力パッド１２、１３に当接して信号の入出力を行うものであり、プローブ針２ｃ、２ｄは、ＩＣチップ１４の入出力パッド１５、１６に当接して信号の入出力を行うものである。
【００２０】
この検査用プローブカード１によるＩＣチップ１１、１４の検査方法は、プローブ針２ａ〜２ｄを、各入出力パッド１２、１３、１５、１６に当接し、オーバードライブをかけて、図示しないテスタ及びテスタヘッドより、入出力信号の授受を行い、良否を検査する。
【００２１】
図２は、第１実施例の検査用プローブカード１によるウェーハ上のＩＣチップの検査順序を示す拡大平面図である。ウェーハ１７上には、ＩＣチップＣ１、Ｃ２、・・・が、Ｘ及びＹ方向に規則的に配列されている。検査順序は、図２の軌跡１８に示すように一列毎に折り返して走査する。先ず、１列目のＣ１とＣ３を検査する。次に、Ｃ２とＣ４を検査する。次に、２列目に移動して、Ｃ５とＣ７、Ｃ６とＣ８、・・・と測定する。各列毎に、各列毎に、ＩＣチップを連続して測定したら、２チップ分をスキップするようにプログラムしておけばよい。
【００２２】
このように、第１実施例の検査用プローブカード１では、多くの入出力パッドを有するＩＣチップを２つ同時に検査する際に、同列上に形成された１つおきのＩＣチップ１１、１４をペアとして検査するので、従来のように検査用プローブカード１の内側のプローブ針２ｂ、２ｃが近接することがなくなる。これにより、検査中にＩＣチップ１１、１４の入出力パッド１３、１５から削り取られたアルミニウム酸化物、アルミニウム、金等の異物が内側に逃げることができ、プローブ針２ｂ、２ｃへの付着量を低減させることができる。また、プローブ針２ｂ、２ｃが近接していないので、変形等があっても接触して誤動作するおそれもない。
【００２３】
また、各プローブ針２ａ〜２ｄが異物付着等により交換が必要になった場合も、支持部３ａ、３ｂ毎交換すればよく、従来のように検査用プローブカード全体を交換する必要がなくなり、交換作業が遥かに簡単になる。また、予めプローブ針を固定した支持部３ａ、３ｂを多数用意しておけば、交換にかかる工数やコストを大幅に低減させることができる。
【００２４】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の第２実施例の検査用プローブカード２１を示す拡大平面図及び断面図である。この実施例において上述した第１実施例と相違するところは、入出力プローブ針を４つのグループに分割し、個々に独立して検査用プローブカード２１から容易に取付け、取外しできるようにしたことである。
【００２５】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第２実施例の検査用プローブカード２１は、上述した２つのＩＣチップ１１、１５を同時に検査するものであり、プローブ針２２ａ〜２２ｄと、支持部２３ａ〜２３ｄと、中央を開口した絶縁部２４により構成されている。
【００２６】
各プローブ針２２ａ〜２２ｄは、半田２５等の固定手段により支持部２３ａ〜２３ｄに固定されている。また、支持部２３ａ〜２３ｄは、ネジ等の固定手段（図示せず）により絶縁体２４に固定されており、容易に脱着可能な構成になっている。また、各プローブ針２２ａ〜２２ｄは、支持部材２３ａ〜２３ｄ内の配線２６、コンタクトパッド２７、絶縁体２４内の配線２８を介し、図示しないテスタ及びテスタヘッドに電気的に接続されている。ここで、プローブ針２２ａ、２２ｂは、ＩＣチップ１１の入出力パッド１２、１３に当接して信号の入出力を行うものであり、プローブ針２２ｃ、２２ｄは、ＩＣチップ１４の入出力パッド１５、１６に当接して信号の入出力を行うものである。
【００２７】
第２実施例の検査用プローブカード２１によるＩＣチップ１１、１４の検査方法は、上述した第１実施例と同様にして行なう。
【００２８】
このように、本発明の第２実施例のプローブカード２１においても、多くの入出力パッドを有するＩＣチップを２つ同時に検査する際に、同列上の１つおきのＩＣチップ１１、１４をペアとして測定するので、従来のように検査用プローブカード２１の内側のプローブ針２２ｂ、２２ｃが近接することがなくなる。これにより、検査中にＩＣチップ１１、１４の入出力パッド１３、１５から削り取られたアルミニウム酸化物、アルミニウム、金等の異物が内側に逃げることができ、プローブ針２２ｂ、２２ｃへの付着量を低減させることができる。また、プローブ針２２ｂ、２２ｃが近接していないので、変形等があっても接触して誤動作するおそれもない。
【００２９】
また、プローブ針２２ａ〜２２ｄを４つのグループに分割して、検査用プローブカード２１から容易に取付け、取外しできるようにしたので、プローブ針２２ａ〜２２ｄが異物付着等により交換が必要になった場合でも、支持部２３ａ〜２３ｄ毎交換すればよく、従来のように検査用プローブカード全体を交換する必要がなくなり、交換作業が遥かに簡単になる。また、予めプローブ針２２ａ〜２２ｄを固定した支持部２３ａ〜２３ｄを多数用意しておけば、交換にかかる工数やコストを大幅に低減させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の検査用プローブカードによれば、同列上に形成された１つおきのＩＣチップをペアとして検査するように複数のプローブ針を配置したので、プローブ針同士が近接することがなくなる。これにより、プローブ針に付着する異物の総量を低減させることができ、高価なプローブピンの寿命を延ばすことができる。また、互いのプローブ針同士が接触することもなく、検査精度も向上する。
【００３１】
また、プローブ針を固定する支持部を新たに設け、プローブ針が不良なった場合でも、検査用プローブカードから容易にプローブ針を取外せる構造にしたので、交換作業が非常に簡単になる。また、予めプローブ針を固定した支持部を多数用意しておけば、短時間で取付けることができ、プローブ装置の稼動率が大きく向上する。また、プローブ針同士が離れているので検査用プローブカードの製作も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の検査用プローブカードを示す拡大断面図及び断面図
【図２】本発明の第１実施例の検査用プローブカードの検査方法を示す拡大平面図
【図３】本発明の第２実施例の検査用プローブカードを示す拡大平面図及び断面図
【図４】従来のプローブ装置を示す要部概略図
【図５】従来の検査用プローブカードを示す拡大平面図及び断面図
【符号の説明】
１  本発明の第１実施例の検査用プローブカード
２ａ〜２ｄ  プローブ針
３ａ、３ｂ  支持部
４  絶縁部
５  半田
６  配線
７  コンタクトパッド
８  配線
１１、１４  ＩＣチップ
１２、１５  入力パッド
１３、１６  出力パッド
１７  ウェーハ
１８  軌跡
２１  本発明の第２実施例の検査用プローブカード
２２ａ〜２２ｄ  プローブ針
２３ａ〜２３ｄ  支持部
２４  絶縁部
２５  半田
２６  配線
２７  コンタクトパッド
２８  配線
４１  従来のプローブ装置を示す拡大概略図
４２  テスタ
４３  テスタヘッド
４４  プローブカード
４５  絶縁部
４６  プローブ針
４７  ウェーハステージ
４８  移動制御部
４９  ウェーハ
５０  ＩＣチップ
５１  半田
５２  入出力パッド
６１、６２  ＩＣチップ
６３、６４  入力パッド
６５、６６  出力パッド
７１  従来の検査用プローブカード
７２ａ〜７２ｄ  プローブ針
７３  半田
７４  絶縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004301807.tif 000006
【図５】
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