(57)【要約】【課題】１枚の半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップに対し一括して同時にプロービングテストならびにバーンインテストができるようにする。【解決手段】半導体ウエハに形成された被検査半導体チップに垂直型プローブを接触させて検査装置との間で電気的接続を行うプローバ装置において、垂直型プローブ１１を複数本規則的に配列して一体化した個別プローブ組立体１と、個別プローブ組立体１を複数個マトリクス状に配列して装架するために支持基板５上に立てられた複数の支柱６及び支柱６で位置決めされた台座３と、台座３と台座３の間隔ｃに組み込まれ個別プローブ組立体１の垂直型プローブ１１と電気的接続を行うためのリボン状フィルム構造の電気配線接続体とを有し、支持基板５をシリコン又は半導体ウエハと熱膨張率の近い材料で構成し、バーンインテストの際チップパッドに対するプローブの位置ズレを防ぐ。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成された被検査半導体チップに垂直型プローブを接触させ、この垂直型プローブを介して検査装置との間で電気的接続を行うプローバ装置において、前記垂直型プローブを複数本規則的に配列して一体化した個別プローブ組立体と、この個別プローブ組立体を複数個マトリクス状にマルチ配列して装架するためのマルチ配列装架台と、このマルチ配列装架台に組み込まれ前記個別プローブ組立体との間で電気的接続を行うためのリボン状フィルム構造の電気配線接続体とを有し、半導体ウエハに形成された被検査半導体チップの全てに対し一括してプロービングテストならびにバーンインテストを行うことを特徴とするプローバ装置。
【請求項２】
前記マルチ配列された個別プローブ組立体のそれぞれは、半導体ウエハに形成された被検査半導体チップの全てに対し一対一で対応していることを特徴とする請求項１記載のプローバ装置。
【請求項３】
前記マルチ配列装架台は、支持基板上にマトリクス状に配列して植立された複数本の位置決め用の支柱と、この支柱によってＸ−Ｙ−Ｚ方向に位置決めされ支持基板上にマルチ配列されて固定された複数の台座とを有し、同じく支柱によってＸ−Ｙ方向に位置決めされる個別プローブ組立体を各台座上に装架してマルチ配列したことを特徴とする請求項１記載のプローバ装置。
【請求項４】
前記支柱が植立された支持基板は、ウエハと同じシリコン材又はウエハと熱膨張率が近い材料で構成されていることを特徴とする請求項３記載のプローバ装置。
【請求項５】
前記支持基板は、ガラス又は石英ガラスで構成されていることを特徴とする請求項３記載のプローバ装置。
【請求項６】
前記マルチ配列装架台は４本の支柱で１区画を形成し、各区画ごとに台座及び個別プローブ組立体が配置されていることを特徴とする請求項３記載のプローバ装置。
【請求項７】
前記個別プローブ組立体は、マルチ配列装架台上で各区画ごとに独立して配置されていることを特徴とする請求項６記載のプローバ装置。
【請求項８】
前記台座は頂面が平らな正四角柱をなし、隣り合う台座同士が支柱の直径寸法よりもやや広い間隔をあけてＸ−Ｙ方向にマトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項３記載のプローバ装置。
【請求項９】
前記個別プローブ組立体は、台座上に立てられた角型の固定ピンに通されてＺ方向にのみ移動可能であることを特徴とする請求項３記載のプローバ装置。
【請求項１０】
前記支柱は根元部分を太くして段部が形成され、この段部に台座の下部を係合させて台座のＸ−Ｙ−Ｚ方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項３又は６記載のプローバ装置。
【請求項１１】
前記個別プローブ組立体は、その四隅に設けた切り欠きを４本の支柱に係合させてＸ−Ｙ方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項３又は６記載のプローバ装置。
【請求項１２】
前記マルチ配列装架台上にＸ−Ｙ方向に配列された台座と台座の間に、角棒状部材をＸ−Ｙ方向に組み合わせた格子状の位置決め部材を配置し、この位置決め部材に合わせて前記電気配線接続体の位置決めを行うことを特徴とする請求項１又は３記載のプローバ装置。
【請求項１３】
前記格子状の位置決め部材はＸ及びＹ方向の交差点において支柱が通る穴が開けられ、この穴に支柱に通して位置決め部材を固定し、この位置決め部材は支柱とともにマルチ配列装架台の補強部材を構成していることを特徴とする請求項３記載のプローバ装置。
【請求項１４】
前記Ｘ、Ｙ方向位置決め部材には、それぞれ等ピッチ間隔で切り込みが設けられ、この切り込みをはめ合わせて格子状に組み立てられていることを特徴とする請求項１２記載のプローバ装置。
【請求項１５】
前記格子状の位置決め部材は、支柱を通すことによってＸ−Ｙ方向の位置決めがなされるとともに、位置決め部材下辺部が支柱段部に当接してＺ方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項１２記載のプローバ装置。
【請求項１６】
前記格子状の位置決め部材と台座との間には、リボン状フィルムである電気配線接続体が挿入可能な隙間が形成されていることを特徴とする請求項１２記載のプローバ装置。
【請求項１７】
前記電気配線接続体は、格子状位置決め部材によってＸ−Ｙ方向の位置決めがなされるとともに、フィルム下辺部が支柱段部に当接してＺ方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項１２記載のプローバ装置。
【請求項１８】
前記電気配線接続体であるＸ、Ｙ方向リボン状フィルムには、それぞれ等ピッチ間隔で切り込みが設けられ、この切り込みをはめ合わせて格子状に組み立てられていることを特徴とする請求項１７記載のプローバ装置。
【請求項１９】
前記格子状の位置決め部材及び電気配線接続体は、前記支柱を基準にして着脱自在としたことを特徴とする請求項１２記載のプローバ装置。
【請求項２０】
前記電気配線接続体は、両面に銅配線パターンが形成されたリボン状フィルムであることを特徴とする請求項１記載のプローバ装置。
【請求項２１】
前記リボン状フィルムは、銅配線パターンを含む両面が絶縁薄膜で被覆されていることを特徴とする請求項２０記載のプローバ装置。
【請求項２２】
前記リボン状フィルムの両面に形成された銅配線パターンは、表面側は長手方向に沿って平行に形成された複数の共通銅配線であり、裏面側はこの共通銅配線に直交する方向に形成された複数の銅配線であることを特徴とする請求項２０記載のプローバ装置。
【請求項２３】
前記リボン状フィルムの表裏面に形成された銅配線は、直交位置において貫通孔を介して任意の配線同士が電気的に接続されていることを特徴とする請求項２２記載のプローバ装置。
【請求項２４】
前記長手方向と直交する銅配線は、その先端部を上に向けてリボン状フィルム上辺からわずか突出させ、前記個別プローブ組立体における垂直型プローブと接触する接続端子としたことを特徴とする請求項２０記載のプローバ装置。
【請求項２５】
前記長手方向と直交する銅配線は、その先端部をリボン状フィルム上辺及び下辺の両方からからわずか突出させ、前記個別プローブ組立体における垂直型プローブと接触する接続端子を上下両辺に形成したことを特徴とする請求項２０記載のプローバ装置。
【請求項２６】
前記リボン状フィルムを装着する際は、接続端子を有する銅配線側の面を前記台座の側面に向けて配置することを特徴とする請求項１６記載のプローバ装置。
【請求項２７】
前記リボン状フィルムを２枚重ね合わせ、各接続端子が２列かつ千鳥になるようにずらして配置し、チップパッドの千鳥配列にも適応可能としたことをことを特徴とする請求項２６記載のプローバ装置。
【請求項２８】
前記リボン状フィルムに形成された接続端子を有する銅配線は、その複数本を１グループとして複数グループが等ピッチで共通銅配線から分岐していることを特徴とする請求項２０記載のプローバ装置。
【請求項２９】
前記リボン状フィルムの長手方向端部には共通銅配線の配線端子を設け、外部検査装置に接続するソケットに挿入可能としたことを特徴とする請求項２０記載のプローバ装置。
【請求項３０】
前記リボン状フィルムに形成された接続端子を有する銅配線の各グループは、それぞれが半導体ウエハ上にマルチ配列された各半導体チップと対応していることを特徴とする請求項２８記載のプローバ装置。
【請求項３１】
半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップのパッドに対し同時に一括してそれぞれ垂直型プローブを接触させてプロービング検査を行い、引き続いてそのままの状態でバーンイン検査を行うことを特徴とする請求項１記載のプローバ装置。
【請求項３２】
前記バーンイン検査の際、個別プローブ組立体の垂直型プローブを支持している絶縁基板の熱膨張を支柱によって押さえ、垂直型プローブの位置ズレを防止することを特徴とする請求項３１記載のプローバ装置。
【請求項３３】
前記バーンイン検査の際、支柱によって位置決めされた格子状位置決め部材を介してリボン状フィルムの熱膨張を押さえ、個別プローブ組立体の垂直型プローブとリボン状フィルムの接続端子との位置ズレを防止することを特徴とする請求項３１記載のプローバ装置。
【請求項３４】
前記バーンイン検査の際、半導体ウエハの周辺部に形成された半導体チップの測定を可能としたことを特徴とする請求項３２記載のプローバ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩなどの電子デバイスの製造工程において、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップの回路検査に使用するプローバ装置に関し、特に、半導体チップ上に配列される回路端子（パッド）に対しウエハ状態のまま垂直型プローブを接触させ、一括して半導体チップの電気的導通を測定するプロービングテストならびに高温中において回路に電気的ストレスを加え半導体チップの加速試験を行うバーンインテストに使用するプローバ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体技術の進歩に伴って電子デバイスの集積度が向上し、半導体ウエハ上に形成される各半導体チップにおいても回路配線の占めるエリアが増加し、そのため、各半導体チップ上の回路端子（パッド）の数も増加し、それにつれてパッド面積の縮小化、パッドピッチの狭小化などによるパッド配列の微細化が進んでいる。同時に、半導体チップをパッケージに収納せずに、ベアチップのまま回路基板等に搭載するチップサイズパッケージ方式が主流になりつつあり、そのためには、半導体チップに分割する前のウエハ状態での特性チェックや良否判定がどうしても必要となる。
【０００３】
特に、パッド配列が微細化（狭ピッチ化）したことで問題となるのは、電子デバイスの電気的特性試験や回路検査の際に、半導体チップのパッドに接触させて電気的導通を得るためのプローブの構造をパッド配列の微細化に合せたものとしなければならないということであり、このパッド配列の微細化の進歩に対応するために種々な測定手段が用いられている。
【０００４】
例えば、被検査半導体チップのパッドと検査装置との間に、外力に対して弾性的に変形する弾性変形部を有する複数の針状プローブをエリア配列したプローブ組立体を介在させる手段がある。このプローブ組立体と半導体チップの試験回路とを電気的に接続する手段として、プローブカードと呼ばれるプリント配線基板が用いられている。
【０００５】
一般にプローブカードにおいて、片持梁のカンチレバー構造を有する針状のプローブを採用した場合は、半導体チップのパッドと接触するプローブの先端部分は狭ピッチであるが、プローブカードと接続している根元の部分は、プローブが先端部分から放射状に広がって配置されることからピッチを粗くすることができ、プローブをプローブカードの回路端子に半田付け等の接続手段で固着することが可能であった。しかし、このカンチレバー構造は、パッドと接触する際に先端が水平方向にずれるためパッドに傷をつけたり、また、パッドから外れて測定歩留まりの低下を招くなどの問題があり、さらに、チップ１個ずつの測定しか出来ない、プローブ１本ずつの取りつけ精度にばらつきがあり一定接触圧のコントロールが難しいなどの問題があった。
【０００６】
このカンチレバー構造に代わる垂直型プローブ、すなわち、プローブがプローブカードの回路端子に垂直に固定された垂直型プローブにおいては、半導体チップ上のパッドピッチとプローブカード上の回路端子ピッチとが同等のピッチ間隔で構成されることが必要となる。しかし、プリント配線基板であるプローブカード上では回路パターンを微細化するには製造技術上の限界があり、従って回路端子の占める面積や配線幅もパッドピッチに合わせた要求を満たすことは困難であり、さらに、半田付け可能なピッチ間隔にも限界があるため、微細化が進むにつれて垂直型プローブを半導体チップのパッドピッチに合せてプローブカードに垂直に固定することは不可能であった。
【０００７】
このように、プローブカード上では、平面的エリアが回路端子面積の他に回路配線幅によって占有される割合が大きく、回路端子の狭ピッチ化を妨げている。そこで、プローブカードに多層プリント配線基板を使用し、回路端子を格子状あるいは２列千鳥型に配列し、層間の配線をスルーホールを介して電気的に接続することによって垂直型プローブの本数を維持する手段も採られている。しかし、このスルーホールの占める空間が大きくなるため、スルーホールの存在が回路端子配列の狭ピッチ化を妨げる原因にもなっている。このように、垂直型プローブをプローブカードに固定しようとすると、回路端子の狭ピッチ化の困難性に加えて半田付け作業に高度な技術と多大な人的工数を必要とし、高価なものになっていた。
【０００８】
これらの問題を解決するために、発明者等は、下記のような構造の垂直型プローブ組立体を提案（特願２０００−１５４８２６；特開２００１−３３２５９２公報）し、かつその垂直型プローブ組立体を用いたプローバ装置についても既に提案（特願２００１−３１２０２２）している。
【０００９】
すなわち、図２５の斜視図に示すように、既に提案のこの垂直型プローブ組立体５０は、平行する上下２枚の四角形の絶縁基板（あるいは絶縁フィルム）５１と５２の間に複数本の垂直型プローブ１１を植立する構造である。上下２枚の絶縁基板５１、５２は垂直型プローブ１１の中間に設けられた段部に係止されて一定間隔に保たれ、また、垂直型プローブ１１のピッチ配列は、被測定半導体チップ上のパッドピッチ配列に一致させている。各垂直型プローブ１１は上下両先端が絶縁基板５１及び５２からわずか突出して電気的接触端子５３となり、中間部には湾曲部５４を設けてプローブに垂直に掛かる外力に対し弾力性を持たせて歪を吸収している。この湾曲部５４は、直交配列される垂直型プローブ同士が接触しないように列ごとに上下に位置をずらして設けられている。また、各垂直型プローブ１１は角型断面を有し、上下絶縁基板５１、５２の対向位置に開けられた角孔に挿通され、上下には可動するが回転はしない回り止め構造となっている。
【００１０】
このような垂直型プローブ組立体を有するプローバ装置は、図２６の斜視図に示すように構成されている。すなわち、この垂直型プローブ組立体５０の上方には、図示していないが多数の被検査半導体チップが形成された半導体ウエハがチップパッドを下向きにしてウエハステージにセットされ、一方、垂直型プローブ組立体５０の下方には、このプローブ組立体の垂直型プローブと接触する接続構造体５５が設けられ、この接続構造体５５はフレキシブルフラットケーブル５６を介してプローブカード５７に接続されている。そして、フレキシブルフラットケーブル５６の接続構造体５５側の配線はチップパッドと同じ狭ピッチで配線され、その配線端部は配線端子として垂直型プローブ組立体５０の垂直型プローブとの一括接触を可能とし、また、フレキシブルフラットケーブル５６のプローブカード５７側の配線は、その配線ピッチ間隔がプローブカード５７上の回路配線端子に半田付けができる程度に広げられている。
【００１１】
また、ウエハステージ（図示せず）及び垂直型プローブ組立体５０はＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向の移動が可能であり、また、垂直型プローブ組立体５０は垂直型プローブを接続構造体５５に設けられたフレキシブルフラットケーブル配線端子に位置決めして一括接触させた後は、そのウエハ検査が終わるまで動かす必要はない。ここで、接続構造体５５は、フレキシブルフラットケーブル５６の配線端子面を水平に上に向けて固定することによって垂直型プローブと接続するソケット機能を果たしている。なお、この接続構造体の詳細についてはすでに提案済みであるのでここでは説明を省略する。
【００１２】
この状態でウエハステージを移動させ、半導体チップの一つを垂直型プローブ組立体に位置合わせし、それぞれ複数のチップパッドと垂直型プローブ組立体の上部接触端子とを一括接触させる。これにより、狭ピッチ化された半導体チップとプローブカードとを電気的に接続することが可能となり、プローバ装置としての機能が大幅に向上したことによって半導体デバイスの高集積化に大きく貢献している。
【特許文献１】特開２００１−３３２５９２公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、本発明者等が提案した垂直型プローブによるプローバ装置は、狭ピッチ化されたパッドピッチ、例えば４５μｍピッチの半導体チップに対しても測定が可能な装置である。しかも、プローブの組立に際し半田付けを用いることなく自動組立が可能であるため、低コストの多量生産が可能であり、また、チップパッドに対し垂直に一括接触できることから全てのプローブに対し均等に接触圧をコントロールできるなどの大きな利点が得られている。
【００１４】
しかし、この垂直型プローバ装置においても、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップを一個ずつ順に検査して行く装置であることには変わりなく、その都度ウエハステージを１チップずつ移動させる必要がある。一方、半導体ウエハは大口径化（例えば、直径３００ｍｍなど）が進み、半導体ウエハ上に形成される半導体チップの個数は数十から数百に及び、ますます高密度化されてきている。そのため、１枚の半導体ウエハの検査に要する時間はかなりのものとなり、ウエハステージを移動させずにウエハ上の全ての半導体チップに対し同時に検査を行うことができるマルチ配列の垂直型プローブ組立体（以下、これをマルチ配列プローブ組立体と言う）を備えたプローバ装置の要求が高まっている。しかし、例えば、パッド数１００個を有するチップが２００個形成されたウエハに対しては、１００×２００＝２００００本の信号配線が必要となり、これだけの本数を効率よく引き出して外部の検査装置に接続させることは困難である。
【００１５】
一方、マルチ配列プローブ組立体をバーンインテストに使用しようとすると、１２０℃程度の高温雰囲気に置かれるため、個別配列プローブ組立体によってチップ１個ずつ検査するときにはあまり問題にならなかった熱膨張の影響が大きくなり、シリコンウエハに形成されているパッドピッチと樹脂フィルムなどの絶縁基板に植立している垂直型プローブのピッチとの間でピッチズレが発生するという問題がある。特に、ウエハの周辺部に行くにしたがって垂直型プローブのピッチズレが累積されて大きくなり、プロービングが不可能となる。この問題を解決するために、樹脂フィルムの代わりにシリコン板を使用して熱膨張を合わせ、このシリコン板にプローブを取り付けてピッチズレを防ぐ方法が提案されているが、この方法はシリコン板にプローブを取り付けるのに困難性があるためプローブに代わってバンプを形成し、プローブカードとしているに過ぎない。
【００１６】
本発明は、これらの要求を満足するためになされたもので、電子デバイスの高集積化にともなってますます高密度化される半導体チップの特性を検査するにあたり、１枚の半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップに対し一括して同時にプロービングテストならびにバーンインテストができるように、垂直型プローブ組立体をマルチ配列構造とするとともに熱膨張問題及び信号配線問題を解決したプローバ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体ウエハに形成された被検査半導体チップに垂直型プローブを接触させ、この垂直型プローブを介して検査装置との間で電気的接続を行うプローバ装置において、前記垂直型プローブを複数本規則的に配列して一体化した個別プローブ組立体と、この個別プローブ組立体を複数個マトリクス状にマルチ配列して装架するためのマルチ配列装架台と、このマルチ配列装架台に組み込まれ前記個別プローブ組立体との間で電気的接続を行うためのリボン状フィルム構造の電気配線接続体とを有し、半導体ウエハに形成された被検査半導体チップの全てに対し一括してプロービングテストならびにバーンインテストを行うようにしたもので、マルチ配列された個別プローブ組立体のそれぞれは、半導体ウエハに形成された被検査半導体チップの全てに対し一対一で対応している。
【００１８】
また、本発明において、前記マルチ配列装架台は、支持基板上にマトリクス状に配列して植立された複数本の位置決め用の支柱と、この支柱によってＸ−Ｙ−Ｚ方向に位置決めされ支持基板上にマルチ配列されて固定された複数の台座とを有し、同じく支柱によってＸ−Ｙ方向に位置決めされる個別プローブ組立体を各台座上に装架してマルチ配列した構造を有し、また、このマルチ配列装架台は４本の支柱で１区画を形成し、各区画ごとに台座及び個別プローブ組立体が配置され、この個別プローブ組立体は、マルチ配列装架台上で各区画ごとに独立して配置されている。また、支柱が植立された支持基板は、ウエハと同じシリコン材又はウエハと熱膨張率が近いガラス又は石英ガラスで構成されている。
【００１９】
また、本発明において、前記台座は頂面が平らな正四角柱をなし、隣り合う台座同士が支柱の直径寸法よりもやや広い間隔をあけてＸ−Ｙ方向にマトリクス状に配列され、前記個別プローブ組立体は台座上に立てられた角型ピンに通されてＺ方向にのみ移動可能であり、また、前記支柱は根元部分を太くして段部が形成され、この段部に台座の下部を係合させて台座のＸ−Ｙ−Ｚ方向の位置決めを行い、また、前記個別プローブ組立体は、その四隅に設けた切り欠きを４本の支柱に係合させてＸ−Ｙ方向の位置決めを行うようにしている。
【００２０】
また、本発明において、前記マルチ配列装架台上にＸ−Ｙ方向に配列された台座と台座の間に、角棒状部材をＸ−Ｙ方向に組み合わせた格子状の位置決め部材を配置し、この位置決め部材に合わせて前記電気配線接続体の位置決めを行うようにし、前記格子状の位置決め部材はＸ及びＹ方向の交差点において支柱が通る穴が開けられ、この穴に支柱に通して位置決め部材を固定し、この位置決め部材は支柱とともにマルチ配列装架台の補強部材を構成しており、また、前記格子状の位置決め部材は、支柱を通すことによってＸ−Ｙ方向の位置決めがなされるとともに、位置決め部材下辺部が支柱段部に当接してＺ方向の位置決めができるようにしている。また、前記Ｘ、Ｙ方向位置決め部材には、それぞれ等ピッチ間隔で切り込みが設けられ、この切り込みをはめ合わせて格子状に組み立てられている。
【００２１】
また、本発明において、前記格子状の位置決め部材と台座との間には、リボン状フィルムである電気配線接続体が挿入可能な隙間が形成されており、この電気配線接続体は、格子状位置決め部材によってＸ−Ｙ方向の位置決めがなされるとともに、フィルム下辺部が支柱段部に当接してＺ方向の位置決めがなされ、前記格子状の位置決め部材及び電気配線接続体は、前記支柱を基準にして着脱自在の構造となっている。また、前記電気配線接続体であるＸ、Ｙ方向リボン状フィルムには、それぞれ等ピッチ間隔で切り込みが設けられ、この切り込みをはめ合わせて格子状に組み立てられている。
【００２２】
また、本発明において、前記電気配線接続体は、両面に銅配線パターンが形成されたリボン状フィルムであり、このリボン状フィルムは、銅配線パターンを含む両面が絶縁薄膜で被覆され、このリボン状フィルムの両面に形成された銅配線パターンは、表面側は長手方向に沿って平行に形成された複数の共通銅配線であり、裏面側はこの共通銅配線に直交する方向に形成された複数の銅配線で形成され、また、リボン状フィルムの表裏面に形成された銅配線は、直交位置において貫通孔を介して任意の配線同士が電気的に接続され、長手方向に直交する銅配線は、その先端部を上に向けてリボン状フィルム辺からわずか突出させ、前記個別配列プローブ組立体における垂直型プローブとの接続端子とした構造となっている。また、前記長手方向と直交する銅配線は、その先端部をリボン状フィルム上辺及び下辺の両方からからわずか突出させ、前記個別プローブ組立体における垂直型プローブと接触する接続端子を上下両辺に形成した構造となっている。
【００２３】
また、本発明において、前記リボン状フィルムを装着する際は、接続端子を有する銅配線側の面を前記台座の側面に向けて配置するとともに、このリボン状フィルムに形成された接続端子を有する銅配線は、その複数本を１グループとして複数グループが等ピッチで共通銅配線から分岐している構造を有し、また、リボン状フィルムの長手方向端部には共通銅配線の配線端子を設け、外部検査装置に接続するソケットに挿入可能とした構造を有し、さらに、前記リボン状フィルムに形成された接続端子を有する銅配線の各グループは、それぞれが半導体ウエハ上にマルチ配列された各半導体チップと対応して配列されている。また、前記リボン状フィルムを２枚重ね合わせ、各接続端子が２列かつ千鳥になるようにずらして配置し、チップパッドの千鳥配列にも適応可能としている。
【００２４】
また、本発明のプローバ装置は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップのパッドに対し同時に一括してそれぞれ垂直型プローブを接触させてプロービング検査を行い、引き続いてそのままの状態でバーンイン検査を行うようにしたもので、バーンイン検査の際、支柱によって位置決めされた格子状位置決め部材を介してリボン状フィルムの熱膨張を押さえ、個別プローブ組立体の垂直型プローブとリボン状フィルムの接続端子との位置ズレを防止し、マルチ配列プローブ組立体全体の延びを押さえる構造としたことによって、バーンイン検査の際、半導体ウエハの周辺部に形成された半導体チップの測定を可能としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次ぎに、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明のマルチ配列プローバ装置の基本構成は、図１で示すように、それぞれ１個の半導体チップに対応する垂直型プローブ組立体（以下、個別プローブ組立体１と称する）をマトリクス状にマルチ配列した構成であり、１枚の半導体ウエハに形成された多数の半導体チップ全てをカバーできるだけの数を備えている。なお、図１はマルチ配列した個別プローブ組立体の下半分を示す斜視図である。また、各個別プローブ組立体１は、従来構造と同様、湾曲部５４を有する垂直型プローブ１１で組み立てられている。なお、一実施の形態として、チップ上のパッドがチップの４辺に沿って１列に配列されている場合を例にとって説明する。
【００２６】
この一実施の形態に係るマルチ配列プローブ組立体の構造について、以下に図面を参照して説明する。図２、図３、図４はそれぞれマルチ配列プローブ組立体の内部の部分構造を示す分解図である。なお、これらの図で説明する台座３、固定部材４、支持基板５、支柱６に使用される材料は金属でも樹脂でもよいが、支持基板５については、バーンイン装置に適用する場合にはシリコン材そのもの、又はシリコンウエハの熱膨張率に近い材料を使用する。これについては、後程説明する。
【００２７】
まず、図２の斜視図に示すように、個別プローブ組立体１は、角型ピン２によって台座３（図３、図４に示す）に取り付けられる。角型ピン２は、図５の拡大斜視図に示すように、正四角柱２１の上部にフランジ部２２を有するとともにスリ割２３を有し、下部にはネジ２４が設けられている。このネジ２４に、図４に示すように下側から固定部材４をねじ込み、台座３に角型ピン２を取りつける。これにより、個別プローブ組立体１は台座３に取りつけられる。
【００２８】
台座３は、図３のように高さＨ、一辺の長さｅの正四角筒状をなし（詳細な構造は図６および図７で後述する）、上面に角型ピン２のネジ２４が通る穴３１が開けられ、また、固定部材４は図３のように円柱状をなし、上部には角型ピン２をねじ込むネジ穴が設けられ、下部にはねじ込み用のスリ割３２が設けられている。ここで、Ｈは約２０ｍｍ、ｅはウエハ上に形成されるチップの配列ピッチＰの寸法によるが、Ｐ＝１０ｍｍとすれば約９ｍｍ程度である。
【００２９】
一方、図２において、個別プローブ組立体１の上下絶縁基板１２、１３の中央部にはそれぞれ正四角形の貫通穴が開けられ、角型ピン２の正四角柱２１を挿入することによって回り止め構造となっており、個別プローブ組立体１を台座３に取りつける際には、固定部材４を回して角型ピン２の正四角柱２１と固定部材４とで台座３を挟んでねじ締めして取りつける。その後、固定部材４は図４のように支持基板５にネジ止めされる。
【００３０】
次ぎに、このようにして取りつけられる個別プローブ組立体を、マルチ配列にして組み立てるための装架台構造について説明する。図３、図４に示すように、マルチ配列プローブ組立体を乗せる支持基板５上には、複数本の支柱６がマトリクス状にピッチＰ（ウエハ上のチップの配列ピッチＰに同じ）で配列され、支持基板５の裏側からネジ止めされて植立している。支柱６は根元部分（直径Ｄ、高さｉ）が太くなって段部６１が形成され、段部から上は細くなった（直径ｄ）段付き構造である。一例としてｄ＝０．６ｍｍ、Ｄ＝４ｍｍである。
【００３１】
支柱６は、マルチ配列プローブ組立体を組み立てて行く際の部品の位置決めと補強を兼ねた部材であって、細い部分はマルチ配列プローブ組立体のＸ−Ｙ方向の位置決め部材となり、太い部分の段部６１は、台座３のＸ−Ｙ−Ｚ方向の位置決めのほかに後述する他の部品のＺ方向の位置決めも行う。この支柱６は４本で個別プローブ組立体１個分の区画を構成する。この４本の支柱６で囲まれた１区画の中に、１個の四角筒型の台座３をセットする。
【００３２】
台座３は、図６および図７の斜視図に示すように、上面が閉塞されてその中央に前記角型ピン２のネジ２４が通る穴３１が開けられ、下面は開口されて内部は前記固定部材４が入る空洞３３となっている。そして、下面四隅には円弧状切り欠き３４が設けられ、この切り欠きの円弧は支柱６の段部６１（直径Ｄ）の円の一部と同等であり、台座３は４本の支柱６の根元部分の段部６１と嵌合してピッチＰでＸ−Ｙ方向の位置決めがなされ、同時に段部６１に載ってＺ方向の位置決めがなされ、支持基板５上に載置される。
【００３３】
すなわち、図３に示すように、段部６１から高さｈの位置が台座３の上面位置である。また、ピッチＰで位置決めされたときに隣り合う台座と台座の間には間隔ｃが開くようにし、Ｐ＝ｅ＋ｃとなるように台座３の一辺の寸法ｅを定める。この理由は後ほど詳しく説明する。さらに、図３には図示していないが、台座のほかに電気配線を有するリボン状フィルム及びこのフィルムを固定し位置決めするための位置決め部材などがが台座と台座の間に設置される。これらの部材についても後ほど説明する。
【００３４】
一方、マルチ配列される各個別プローブ組立体１は、図２に示すように、上の絶縁基板２１及び下の絶縁基板２２の四隅に直径ｄの四半分の円弧状切り欠き２３が形成されており、個別プローブ組立体１を取りつける際に４本の直径ｄの支柱６がこの切り欠き２３と嵌合して個別プローブ組立体１を位置決めし、固定している。その結果、隣り合う個別プローブ組立体同士がＸ−Ｙ方向に正しく当接し、マルチ配列される。個別プローブ組立体１をマルチ配列した後、上記したように各個別プローブ組立体１の上下絶縁基板２１、２２の四角穴に角型ピン２の四角柱５１を通し、さらに角型ピン２のネジ５４を台座３の上面に開けられた穴３１に通して台座３内部でブロック４を回して角型ピン２を台座３に固定する。その後、前記したようにブロック４を支持基板５にネジ止めすることによって、台座３の上下方向の動きを押さえることができる。
【００３５】
次に、このようにして構成された本発明に係るマルチ配列プローブ組立体の電気配線構造について、図を用いて説明する。図８はその電気配線構造体の一部を示す斜視図である。この電気配線構造体は、被測定物である半導体チップとプローバ装置本体との間をつないで電気信号の授受を行うための重要な機能を持っている。
【００３６】
図８に示すように、この電気配線構造体は、ポリイミド樹脂などの絶縁性フィルムの両面にベリリウム銅などの配線パターンが形成されたリボン状フィルム７、８からなり、このリボン状フィルム７、８をそれぞれ２枚ずつＸ−Ｙ方向に組み合わせて構成される。リボン状フィルム７には切り込み７１が、また、リボン状フィルム８には切り込み８１がそれぞれ複数個所にピッチＰ（図３の支柱のピッチＰに同じ）で形成されている。また、切り込み７１、８１の幅は、図３で示した台座３と台座３の間隔ｃに等しい。これらの切り込みによってリボン状フィルム７、８をＸ−Ｙ方向に格子状に組み合わせることができるようにし、図３で示した台座３と台座３の間隙ｃにこのリボン状フィルム７、８を配置して個別プローブ組立体との間の電気的接続を可能にしている。なお、リボン状フィルム７、８は、Ｘ、Ｙ方向とも台座３と台座３の隙間に２枚ずつが配置される。この配線パターンを有するリボン状フィルムの構造について、図９、図１０を用いて具体的に説明する。
【００３７】
図９はＸ方向リボン状フィルムの構成を示す図、図１０はＹ方向リボン状フィルムの構成を示す図で、それぞれ図（ａ）は側面図、図（ｂ）は正面図である。図８で示したように、リボン状フィルム７には、支柱の配列ピッチＰに合せてフィルムの短手方向に複数の切り込み７１が設けられ、同様にリボン状フィルム８にはリボン状フィルム７とは反対方向から切り込み８１が設けてある。切り込み深さはフィルム幅（台座３の段部６１からの高さｈと同じ）のほぼ中央部までであり、切り込み幅は台座３と台座３の間隙ｃに等しい。また、フィルム７、８の長さは、ウエハ上に形成されたチップのＸ又はＹ方向の最大配列長さをカバーできる長さとする。そして、Ｘ方向のリボン状フィルム７とＹ方向のリボン状フィルム８とでは、配線パターン構造が若干異なっている。
【００３８】
まず、図９（ａ）に示すＸ方向リボン状フィルム７は、その表面側の切り込み７１の無い上半分（ｈ／２）側に複数本の銅配線７２が上下方向に平行して狭ピッチ（例えば４５μｍ）で形成されている。この狭ピッチ間隔は、個別配列プローブ組立体の垂直型プローブのピッチと一致している。一方、このフィルム７の裏面側には、フィルム長手方向と平行して切り込み７１の無い上半分（ｈ／２）側に銅配線７２と直交する複数の共通銅配線７３が形成され、銅配線７２と共通銅配線７３とはフィルム７に開けられた貫通孔７４を介して表裏で電気的に接続されている。共通銅配線７３は銅配線７２と同様フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法やメッキ法で製作される。また、銅配線７２と共通銅配線７３はフィルムの表裏両面に別々に設けられているため、接続のための貫通孔７４は接続に必要な交差位置にのみ設ければよく、それ以外の交差点におけるシールドの必要がない。このように、Ｘ方向リボン状フィルム７に形成された銅配線７２と共通銅配線７３からなる配線パターンは、共通銅配線７３を共通ラインとしてこのラインから銅配線７２が隣り合う切り込み７１と７１の間隔Ｐを１区画として各区画ごとに分岐した形となる。
【００３９】
一方、Ｙ方向となるリボン状フィルム８は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように幅ｈのフィルム表面側の下半分（ｈ／２）に達する長さに銅配線８２が、また裏面側の下半分（ｈ／２）に共通銅配線８３が形成され、それぞれの配線が貫通孔８４を介して表裏で接続されることはＸ方向リボン状フィルム７と同じであるが、ここでは切り込み８１の位置が上向きとなるため共通銅配線８３が切り込みの無いフィルム下半分に配置されることになり、その分、銅配線８２の長さが長くなっている。このようにして形成されたリボン状フィルムは、銅配線及び共通銅配線を含むフィルム全体を薄い絶縁被膜で覆って銅配線の剥離や短絡を防止するために表面を保護している。ただし、前述の台座及び後述（図１２、図１３）するＸ−Ｙ方向位置決め部材が樹脂の場合には、特に絶縁被膜を設けなくてもよい。
【００４０】
また、銅配線７２、８２は、その先端部分がフィルム長手方向の上辺部からわずか突出（図９、図１０に寸法ａで示す）しており、この突出先端面は銅面を露出させてマルチ配列プローブ組立体を組み立てるときに垂直プローブ先端と接触するための接触端子７５、８５を形成している。また、共通銅配線７３、８３は、図１６の斜視図に示すようにリボン状フィルム７、８の端部がソケット１５に挿入できる構造となっているため、ソケット１５を介して外部検査装置との接続が可能となる。
【００４１】
図１８乃至図２０は、図１０で示したＹ方向リボン状フィルム８の応用例を示す図で、図１８は斜視図、図１９は正面図、図２０は断面図である。図１０と異なる点は、縦方向の銅配線８２を、横方向の共通銅配線８３との交差点を越えてリボン状フィルムの下辺にまで延長し、下辺からわずか突出させて下辺側にも接続端子８５ｃを設けた点にある。こうすることによって、リボン状フィルムの上下辺に接続端子が形成されるので、上下を逆にしても使用可能である。同様に、Ｘ方向リボン状フィルムの下辺にも接続端子を設けることによって、リボン状フィルムの応用範囲を広げることができる。
【００４２】
図１７は、リボン状フィルムの配線とウエハとの接続の一例を説明する図である。すなわち、共通銅配線として２本の入力信号線１６３、１６４、及び出力信号線１６５を設ける。これらの信号線は、例えばウエハ１６１上でＸ方向に配列した複数のチップ１６２を共通に接続しているため、各列ごとに同時に検査が可能である。これらの信号線は、その種類や本数を任意に設定すればよく、必要に応じてリボン状フィルムを交換することも容易である。
【００４３】
このようにして形成されているＸ及びＹ方向のリボン状フィルムを、図３に示したマルチ配列装架台に取りつける。その際、必要となる部品について図１１、図１２、図１３を用いて説明する。図１１は、図３のマルチ配列装架台の一部を示す平面図である。すなわち、Ｘ−Ｙ方向にピッチＰで配列された台座３同士の間隔ｃの間に、Ｘ方向位置決め部材９とＹ方向位置決め部材１０を格子状に組み合わせて設置している。Ｘ方向位置決め部材９とＹ方向位置決め部材１０は、組み合わせるときにそれぞれの交差部に開けられている穴を支柱６（直径ｄ）に通すことによってＸ−Ｙ−Ｚ方向の位置決めと固定がなされる。このＸ方向位置決め部材９及びＹ方向位置決め部材１０の厚さｆは、支柱６を通すためにｆ＞ｄであるとともに、その両側に前述のリボン状フィルム７又は８が挿入できる幅ｇをあけてｆ＝ｃ−２ｇとなるように定める。また、幅ｇは、リボン状フィルム７、８の両面に形成された銅配線７２、７３又は８２、８３を含めた厚さ寸法が挿入できるように定める。
【００４４】
図１２は、Ｘ方向位置決め部材９とＹ方向位置決め部材１０の構造を示す斜視図である。Ｘ方向位置決め部材９及びＹ方向位置決め部材は、樹脂又は金属材料などからなる厚さｈで幅ｆの長尺板状部材である。そして、幅ｃで深さｈ／２の複数の切り込み９２が下辺側にピッチＰで形成され、各切り込み９２の中心位置には直径ｄの支柱６が通る穴９１が開けられている。一方、Ｙ方向位置決め部材１０は、上記Ｘ方向位置決め部材９と直角に組み合わされて取りつけられる部材であって、同様に切り込み１０２、穴１０１がピッチＰで設けられているが、ここでは切り込み１０２が反対側（上辺側）に設けられている。なお、位置決め部材９及び１０に形成された切り込み９２、１０２と、リボン状フィルム７及び８に形成された切り込み７１、８１の各寸法は、全て同一である。
【００４５】
図１３は、Ｘ方向位置決め部材９とＹ方向位置決め部材１０を組み合わせた交差位置における状態を示す斜視図である。Ｘ方向位置決め部材９、Ｙ方向位置決め部材１０ともに穴９１と１０１を支柱６に通すことによってＸ−Ｙ方向の位置決めがなされ、同時に下端部が支柱６の段部６１に当接してＺ方向の位置決めがなされる。このとき形成される隙間ｇには、図８で示したような形状にリボン状フィルムが取りつけられる。なお、この位置決め部材９と１０は、位置決め機能のほかに支柱６とともにマルチ配列プローブ組立体を構成する補強部材としての機能も果たしている。
【００４６】
図１４は、上記のＸ方向位置決め部材９とＹ方向位置決め部材１０、及びリボン状フィルム７、８を図３のマルチ配列装架台に取りつけた状態を示す平面図である。これらの部品を取り付けたことによって、台座３の四側面には個別プローブ組立体１の垂直型プローブと接触するための接触端子７５、８５を有するリボン状フィルム７、８が位置決めされて取り付けられ、また、リボン状フィルム７、８の銅配線７２、８２を介して外部に電気信号を取り出すことができるので、マルチ配列プローブ組立体としての機能を充分発揮することができる。
【００４７】
次に、図１４に示したように位置決め部材９及び１０、リボン状フィルム７及び８を取り付ける手順について、図１５の工程図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いて説明する。なお、この手順は一例であって他の手順で実施しても差し支えない。まず、図（ａ）に示すように、Ｙ方向位置決め部材１０の切り込み１０２を上にして穴１０１を支柱６に通し、Ｙ方向位置決め部材１０を台座３と３の間に設置する。このときＹ方向位置決め部材１０は支柱６によってＹ方向の位置決めがなされると同時に、下辺部が支柱６の段部６１に当接してＺ方向の位置決めもなされる。このとき、Ｙ方向位置決め部材１０の両側で台座３との間には隙間ｇが形成される。
【００４８】
次に、図（ｂ）に示すように、この両側の隙間ｇにＹ方向リボン状フィルム８を横長にして１枚ずつ垂直に嵌め込んで行く。挿入の際は、切り込み８１を上に向けかつ垂直銅配線８２を台座３の側面に向けて挿入する。このとき、リボン状フィルム８は切り込み８１が位置決め部材１０の切り込み１０２と同寸法であることから、それぞれの切り込み位置を合わせることによってＹ方向の位置決めを行う。あるいは、リボン状フィルム８を位置決め部材１０にあらかじめ位置合わせして重ね合わせておき、位置決め部材１０を取り付けるときに一体にして嵌め込んでもよい。嵌め込むと同時にリボン状フィルム８の下辺部も支柱６の段部６１に当接してＺ方向の位置決めがなされ、それによってフィルム８の上端面位置は台座３の上面位置に一致する。また、台座３に取りつけられるプローブ組立体１のプローブ先端と、リボン状フィルム８の垂直銅配線８２の接触端子８５とがそれぞれ一致するようになる。
【００４９】
このようにしてＹ方向の位置決め部材１０及びリボン状フィルム８の取り付けが終わった後、今度は図（ｃ）に示すように、Ｘ方向位置決め部材９の切り込み９２を下にして穴９１を支柱６に通し、Ｘ方向位置決め部材９を台座３と３の間に設置する。このときＸ方向位置決め部材９は支柱６によってＸ方向の位置決めがなされると同時に、下辺部が支柱６の段部６１に当接してＺ方向の位置決めもなされる。その結果、位置決め部材１０と９は、切り込み１０２と９２がそれぞれ組み合わされて格子状となって台座３と台座３の間に取りつけられる。このとき、Ｘ方向位置決め部材９の両側で台座３との間には隙間ｇが形成される。
【００５０】
次に、図（ｄ）に示すように、この両側の隙間ｇにＸ方向リボン状フィルム７を横長にして１枚ずつ垂直に嵌め込んで行く。挿入の際は、Ｘ方向リボン状フィルム７を切り込み７１を下に向けかつ垂直銅配線７２を台座３の側面に向けて挿入する。このとき、リボン状フィルム７は、切り込み７１が既に取りつけられている位置決め部材１０の切り込み１０２、リボン状フィルム８の切り込み８１と組み合わされて図８で示したような格子状にとりつけられ、Ｘ方向の位置決めがなされる。同時にフィルム下辺部も支柱６の段部６１に当接してＺ方向の位置決めがなされ、それによってフィルム７の上端面位置は台座３の上面位置に一致する。また、台座３に取りつけられるプローブ組立体１の垂直プローブ先端とリボン状フィルム７の垂直銅配線７２の接触端子７５とがそれぞれ一致するようになる。
【００５１】
このように本発明におけるマルチ配列プローブ組立体の電気配線構造は、共通配線ラインを有するリボン状フィルムを格子状に組み合わせることによって、容易にかつ精度よく組み立てることができる。また台座の各側面の正しい位置にそれぞれ複数本の銅配線接続端子が一度で当接固定されるので、後から接続端子の高さや平行度を調整する必要がない。
【００５２】
次に、上記のマルチ配列プローブ組立体をバーンインテストにも適用できる理由を説明する。本発明に係るマルチ配列プローブ組立体は、基本的には複数個の個別プローブ組立体を支持基板上に格子状に配列した集合体として構成されている。そのためには、支持基板上に支柱を植立させて位置決め部材とし、この支柱を基準として個別プローブ組立体をマトリクス状に配列するようにしたので、自動組立も可能で、かつ電気配線の接続問題も解決した優れた構造といえる。従って、常温でのプロービングテストだけならば全く問題が無い。
【００５３】
しかし、バーンインテストのように高温雰囲気に曝した場合には、樹脂又は金属材料からなる支持基板及び垂直型プローブを取り付けている樹脂フィルムは、シリコンウエハに比べて熱膨張による伸びが大きいため、その熱膨張差によって半導体ウエハ上のチップパッドと垂直型プローブとの間でピッチずれを起こし、特に、大口径の半導体ウエハ周辺部のチップパッドに対する垂直型プローブの位置ズレは防ぎきれない。
【００５４】
そこで本発明では、バーンインテストにも対応できるように、支持基板の材料をウエハと全く同じシリコン材、又はそれに近い石英ガラスで構成する。こうすることによって、支持基板の熱膨張をウエハとほぼ同じ状態にできるので、支持基板に植立させた支柱の位置がずれることが無くなり、従って、この支柱によって位置決めされている個別プローブ組立体も位置ズレしない。この際、垂直型プローブを支持している絶縁基板は樹脂製であるが、個別プローブ組立体はそれぞれ４本の支柱で熱膨張による伸びを押さえられているため、垂直型プローブがずれることは無く、ウエハ上に形成されているチップと一対一の対応が維持できる。
【００５５】
また、電気配線接続体を構成しているリボン状フィルムも、支柱を基準にして位置決めされている補強部材を介して取り付けられるため、各ブロックごとに熱膨張が押さえられ、フィルム全体が伸びてしまうことが無い。その結果、半導体ウエハの周辺部に形成された半導体チップに対応する個別プローブ組立体においてもほとんど位置ズレが発生せず、バーンインテストを可能としている。また、リボン状フィルムに形成されている銅配線端子と個別プローブ組立体の垂直型プローブとの間の位置ズレもほとんど発生せず、電気的接触にも問題がない。
【００５６】
ここまでは、半導体チップのパッド配列がチップ四辺に沿って一列の場合について説明してきたが、さらにパッド数が増えて一列では対応できないことが考えられる。この場合は、パッドを２列にして千鳥状に配列することによってパッド数を増やすことができる。これを他の実施の形態として、以下に説明する。図２１は、千鳥配列されたチップパッドに用いる個別プローブ組立体の絶縁基板を示す平面図である。
【００５７】
図２１に示すように、絶縁基板１２（１３）は、中央に角型ピンの通る角穴１１２が開けられ、四隅には支柱に位置決めするための切り欠き１４が設けられ、また、絶縁基板１２（１３）の四辺に沿って、垂直型プローブが通るプローブ用孔１１１が千鳥状に半ピッチ（ｔ／２）ずつずらして２列に配列されている。このようにして、各辺２列に配列された垂直型プローブと接触するリボン状フィルムは、接続端子（図９の７５、図１０の８５）を半ピッチずつずらして形成した２枚を重ね合わせ、台座の側面に配置することによって電気的導通を可能にしている。
【００５８】
図２２は、本発明の他の実施の形態を示す部分断面図である。台座３と台座３の間ｃには、支柱６に通されて位置決めされたＸ−Ｙ方向位置決め部材９（１０）と、この位置決め部材９（１０）の両側の台座３との間に挿入されるそれぞれ２枚、計４枚のリボン状フィルム７（８）と、これらのリボン状フィルムの接続端子７５（８５）に接触する垂直型プローブ１１を有し、接続端子及び垂直型プローブは台座３の各辺に沿って２列かつ千鳥に配列されている。また、２枚のリボン状フィルム７（８）及び７ａ（８ａ）の間には、電気絶縁性のある緩衝材９ａ（１０ａ）を挿入してもよい。
【００５９】
図２３は、図２２の部分拡大図である。共通銅配線７３（８３）を外側にして２枚のリボン状フィルム７（８）を重ね合わせ、間に緩衝材９ａ（１０ａ）を挟み、それぞれの接続端子７５（８５）が半ピッチずつずれて千鳥状に配列されている。また、図２４は、リボン状フィルムをＸ−Ｙ方向に組み合わせ状態を示す斜視図で、台座と台座の間ｃに２枚ずつペアにした計４枚のＸ方向リボン状フィルム７及びＹ方向リボン状フィルム８を組み合わせている。そして、２枚のペアフィルムに設けられた接続端子は半ピッチずつずらして配置されている。
【００６０】
ここまでは、個別プローブ組立体をマトリクス状に配列したマルチ配列プローバ装置の実施の形態について述べてきたが、ウエハを個別に分割した１チップに対しても、１個の個別プローブ組立体及びこれを装架する１台の装架台及びこれに必要な長さを有するリボン状フィルムを使用することによってプロービング検査が可能であることは言うまでもない。
【００６１】
本発明によって、ウエハ状態のままのマルチ配列ベアチップのプロービング検査が可能になったばかりでなく、バーンイン状態においても大口径ウエハの特性検査が可能となった。しかも共通配線を利用して複数チップを同時に検査できるようにしたので、チップのスクリーニングを短時間で実現でき、コスト的な効果は計り知れないものがある。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べてきたように、垂直型プローブを用いたプローブ組立体をマルチ配列させた本発明のプローバ装置は、ウエハ上に形成された各チップに対応して配列されたプローブ組立体が、それぞれ独立した状態で配列されている。そのため、バーンイン検査のように高温雰囲気に置かれても、各プローブ組立体に生ずる熱膨張による歪が互いにキャンセルし合い、プローバ装置全体の伸びを押さえることができる。特に、大口径ウエハ周辺部に配置されているチップパッドに対してもプローブ位置がずれることが無くなったので、パッドの狭ピッチ化にも十分対応できるようになった。
【００６３】
また、プローブ組立体をマルチ配列させて組み立てる際は、まず、位置決め部材を設置してこれを基準にして組み立てるようにしたため、自動組立が可能になった。
【００６４】
さらに、被測定チップに対し電気信号の入出力を行うための電気配線を、リボン状フィルムの両面に形成した銅配線で行うようにしたので狭い空間内に収めることができ、数万本にも及ぶ電気配線接続の問題を解決している。また、位置決め部材によるフィルムの着脱が容易であることから自動組立を可能としている。
【００６５】
このように、本発明のプローバ装置は、１枚の半導体ウエハ上に形成された複数の半導体ベアチップに対し同時にプロービングテストならびにバーンインテストができるように、垂直型プローブ組立体をマルチ配列構造とするとともに熱膨張問題及び信号配線問題を解決し、自動組立による低コストの多量生産を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるマルチ配列プローバ装置の基本構成を示す斜視図である。
【図２】前記実施の形態におけるマルチ配列プローブ組立体の部分構造を示す斜視図である。
【図３】前記実施の形態におけるマルチ配列装架台の部分構造を示す斜視図である。
【図４】前記実施の形態におけるマルチ配列装架台の部分構造を示す断面図である。
【図５】前記実施の形態における角型ピンの拡大斜視図である。
【図６】前記実施の形態における台座を斜め上方からみた斜視図である。
【図７】図６に示された台座を斜め下方からみた斜視図である。
【図８】前記実施の形態におけるリボン状フィルムからなる電気配線接続体の斜視図である。
【図９】前記実施の形態におけるＸ方向リボン状フィルムの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図１０】前記実施の形態におけるＹ方向リボン状フィルムの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図１１】前記実施の形態におけるＸ−Ｙ方向位置決め部材の組立状態を示す平面図である。
【図１２】前記実施の形態におけるＸ−Ｙ方向位置決め部材の構造を示す斜視図である。
【図１３】前記実施の形態におけるＸ−Ｙ方向位置決め部材の交差状態を示す斜視図である。
【図１４】前記実施の形態におけるＸ−Ｙ方向位置決め部材及びＸ−Ｙ方向リボン状フィルムの組立状態を示す平面図である。
【図１５】前記実施の形態におけるＸ−Ｙ方向位置決め部材及びＸ−Ｙ方向リボン状フィルムの組立手順を示す工程図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。
【図１６】前記実施の形態におけるリボン状フィルムのソケット構造を示す斜視図である。
【図１７】前記実施の形態における半導体ウエハへの電気配線接続を説明する図である。
【図１８】前記実施の形態におけるリボン状フィルムの応用例を示す斜視図である。
【図１９】図１８に示したのと同じリボン状フィルムの応用例を示す正面図である。
【図２０】図１８に示したのと同じリボン状フィルムの応用例を示す断面図である。
【図２１】本発明の他の実施の形態における個別プローブ組立体を示す平面図である。
【図２２】他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図２３】他の実施の形態を示す部分拡大断面図である。
【図２４】他の実施の形態を示すリボン状フィルムの組立斜視図である。
【図２５】従来の垂直型プローブ組立体の斜視図である。
【図２６】従来のプローバ装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    個別プローブ組立体
１１    垂直型プローブ
１１１    プローブ用穴
１１２    角穴
１２、１３    絶縁基板
１４    切り欠き
２    角型ピン
２１    正四角柱
２２    フランジ部
２３    スリ割
２４    ネジ
３    台座
３１    穴
３２    スリ割
３３    空洞
３４    切り欠き
５    支持基板
６    支柱
６１    段部
７    Ｘ方向リボン状フィルム
８    Ｙ方向リボン状フィルム
７１、８１    切り込み
７２、８２    銅配線
７３、８３    共通銅配線
７４、８４    貫通孔
７５、８５、７５ａ、８５ａ    接続端子
７６、８６    配線端子
９    Ｘ方向位置決め部材
１０    Ｙ方向位置決め部材
９ａ、１０ａ    緩衝材
１５    ソケット
１６    半導体ウエハ
１７    半導体チップ
１８    入力信号線
１９    出力信号線
５０    垂直型プローブ組立体
５１、５２    絶縁基板
５３    接触端子
５４    湾曲部
５５    接続構造体
５６    フレキシブルフラットケーブル
５７    プローブカード
【図１】
2004274010.tif 000003
【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】
2004274010.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004274010.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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