(57)【要約】【課題】検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定するプロービングテスト法において、検査結果が不正確なものとなる前にプローブを交換できるようにする。【解決手段】測定用プローブ１の状態を検出するためのモニタ用プローブ４ａ〜４ｃを用意するとともに、これを接触させるモニタ用端子５１を形成し、モニタ用端子５１にモニタ用プローブ４ａ〜４ｃを接触させて、その電気的特性を測定することにより、測定用プローブ１の状態を検出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定するプロービングテスト法において、
前記測定で使用する測定用プローブの状態を検出するためのモニタ用プローブを用意するとともに、これを接触させるモニタ用端子を検査対象の端子と同じ側に形成し、
モニタ用端子にモニタ用プローブを接触させて、これらを含む回路の電気的特性を測定し、この測定値に基づいて測定用プローブの状態を検出することを特徴とするプロービングテスト法。
【請求項２】
測定用プローブと同じに形成されたモニタ用プローブを３本以上用意するとともに、
これらのモニタ用プローブと同じ数のモニタ用端子と、これらのモニタ用端子を並列に接続する配線と、からなるモニタ用回路を、検査対象の端子が形成されている面と同一面またはこれと同じ位置に配置される面に形成し、
これらのモニタ用プローブを、対応する各モニタ用端子に、測定用プローブと測定用端子との間と同じ接触圧で接触させ、
所定のモニタ用プローブ間に定常電流を導入して、前記モニタ用プローブおよびこれに対応するモニタ用端子と、それらの間の配線と、で構成される回路を流れる電流値を測定し、
その一方で、所定のモニタ用プローブ間の電圧を測定し、
これらの測定値から所定のモニタ用プローブとモニタ用端子との接触抵抗を算出し、
この抵抗値に基づいて、測定用プローブの状態を検出することを特徴とする請求項１記載のプロービングテスト法。
【請求項３】
検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定するプロービングテスト装置に付属させて使用される、前記プローブの状態を検出するプローブ状態検出装置であり、  前記プローブと同じに形成されたプローブからなるモニタ用プローブと、このモニタ用プローブに接触させるモニタ用端子と、を備え、
前記モニタ用プローブおよびモニタ用端子は、前記電気特性測定時に、前記プロービングテスト装置を構成する測定用プローブと測定用端子との間と同じ接触圧で接触するように構成されていることを特徴とするプローブ状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロービングテスト法（検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定する方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロービングテストは、従来より、分割される前の（多数の半導体チップが形成された状態の）ウエハの各半導体チップや、製品である実装基板の回路について、電気的特性を検査する目的で行われている。例えば、実装基板の場合は、多数本のプローブを検査対象となる回路に合わせて配置したプローブヘッドを用意し、プローブを下側に向けて配置して、その下側に配置した実装基板の端子電極にプローブを接触させて電気的特性を測定している。また、この測定は、検査する実装基板を自動で次々に配置することにより、多数の実装基板について連続的に行っている。
【０００３】
また、下記の特許文献１には、プロービングテスト法で使用する半導体チップ用のプローブカードが記載されている。特許文献２には、実装基板に対する実装部品の半田付け不良検出方法として、プローブを使用し、４端子法または３端子法による抵抗測定法を適用する方法が記載されている。特許文献３には、４端子法による抵抗測定方法について記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１６４１０４号公報
【特許文献２】特開平７−１０４０２６号公報
【特許文献３】特開平１１−１１８８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプロービングテスト法において、プローブの交換は、例えば、メーカーから提示された所定の使用回数（品質が保証される限度の使用回数）に達した際や、検査結果がほとんどの製品で不良と判定される等のプローブの劣化が疑われる状態になった時点で行っていた。すなわち、連続使用中にプローブが劣化しつつあるかどうかを検出することは行っていなかった。そのため、実際には良品であるにも関わらず、劣化したプローブで測定されたために不良品と判断される場合もある。したがって、従来のプロービングテスト法には、検査の正確性の点で改善の余地がある。
【０００５】
なお、上記各特許文献においても、プローブが劣化しつつあるかどうかを検出しながらプロービングテストを行うといった提案はなされていない。
【０００６】
本発明の課題は、プローブが劣化しつつあるかどうかを検出しながらプロービングテストを行うことにより、検査結果が不正確なものとなる前にプローブを交換できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定するプロービングテスト法において、前記測定で使用する測定用プローブの状態を検出するためのモニタ用プローブを用意するとともに、これを接触させるモニタ用端子を検査対象の端子と同じ側に形成し、モニタ用端子にモニタ用プローブを接触させて、これらを含む回路の電気的特性を測定し、この測定値に基づいて測定用プローブの状態を検出することを特徴とするプロービングテスト法を提供する。
【０００８】
本発明の方法によれば、測定用プローブが劣化しているかどうかをモニタ用プローブで検出しながらプロービングテストを行うため、検査結果が不正確なものとなる前に測定用プローブを交換することができるようになる。
【０００９】
この方法に含まれる具体的な方法としては、以下の構成(1) 〜(5) を有する方法が挙げられる。
(1):測定用プローブと同じに形成されたモニタ用プローブを３本以上用意する。
(2): (1)のモニタ用プローブと同じ数のモニタ用端子と、これらのモニタ用端子を並列に接続する配線と、からなるモニタ用回路を、検査対象の端子が形成されている面と同一面またはこれと同じ位置に配置される面に形成する。
(3): (1)のモニタ用プローブを、対応する各モニタ用端子に、測定用プローブと測定用端子との間と同じ接触圧で接触させ、所定のモニタ用プローブ間に定常電流を導入して、「前記モニタ用プローブおよびこれに対応するモニタ用端子と、それらの間の配線と、で構成される回路」を流れる電流値を測定する。
(4):その一方で、所定のモニタ用プローブ間の電圧を測定する。
(5): (3)および(4) の測定値から、所定のモニタ用プローブとモニタ用端子との接触抵抗値を算出し、この抵抗値に基づいて、測定用プローブの状態を検出する。
【００１０】
この方法では、３端子法、４端子法等の精度の高い抵抗測定方法により、所定のモニタ用プローブとモニタ用端子との接触抵抗が測定される。この接触抵抗の変化がモニタ用プローブの状態の変化を示す（例えば、プローブ先端の表面酸化の度合いが高いと抵抗測定値が高くなる）。また、モニタ用プローブおよびモニタ用端子を、測定用プローブと測定用端子との間と同じ接触圧で接触させている。そのため、この方法によれば、測定用プローブの劣化状態を、モニタ用プローブで精度良く、代用特性として検出することができる。
【００１１】
本発明はまた、検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定するプロービングテスト装置に付属させて使用される、前記プローブの状態を検出するプローブ状態検出装置であり、前記プローブと同じに形成されたプローブからなるモニタ用プローブと、このモニタ用プローブに接触させるモニタ用端子と、を備え、前記モニタ用プローブおよびモニタ用端子は、前記電気特性測定時に、前記プロービングテスト装置を構成する測定用プローブと測定用端子との間と同じ接触圧で接触するように構成されていることを特徴とするプローブ状態検出装置を提供する。
【００１２】
この装置をプロービングテスト装置に付属させて使用することにより、本発明の方法が容易に実施可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、この実施形態で行ったプロービングテスト法を示す図である。図２は、この実施形態で形成したモニタ用回路を示す平面図である。
【００１５】
この実施形態では、実装基板の回路をプロービングテスト法で検査する方法について説明する。
【００１６】
図１には、プロービングテスト装置のプローブヘッドの部分を示す。このプローブヘッドは、多数本の測定用プローブ１が実装基板２の回路の端子電極（検査対象の端子）２１に合わせて配置されている。各測定用プローブ１は、その基端が板状体３に固定されていて、この板状体３の面から垂直に延びている。
【００１７】
この板状体３を、実装基板２の回路形成面より大きく形成した。そして、板状体３の、実装基板２の回路形成面から外れる部分３ａに、３本のモニタ用プローブ４ａ〜４ｃを取り付けた。これらのモニタ用プローブ４ａ〜４ｃは、測定用プローブ１と同じ材料で同じ形状に同じ方法で形成されたものである。モニタ用プローブ４ａ〜４ｃも、測定用プローブ１と同じに、板状体３の面から垂直に延び、測定用プローブ１と同じ長さだけ板状体３の面から突出するように取り付けた。
【００１８】
全ての測定用プローブ１からの配線３１は、所定の電気的特性を測定できる回路にそれぞれ接続されている。モニタ用プローブ４ａ〜４ｃからの配線４１は、３端子法による抵抗測定が可能な回路４２に接続されている。これらの回路は、板状体３とは別の基板に形成されていてもよいし、板状体３のプローブが延びる側の面に、配線３１，４１を含めた配線パターンとして形成されていてもよい。
【００１９】
モニタ用プローブ４ａ〜４ｃを接触させるモニタ用端子５１は、実装基板２とは別のモニタ用基板５の一面に形成されている。図２に示すように、このモニタ用基板５には、３個のモニタ用端子５１と、これらを並列に接続する配線５２と、からなるモニタ用回路５０が形成されている。このモニタ用端子５１は、実装基板２の端子電極２１と同じ材料で同じ厚さに形成されている。
【００２０】
回路４２は、電源４２ａと電流計４２ｂと電圧計４２ｃとを備えている。この電源４２ａは、モニタ用プローブ４ａとモニタ用プローブ４ｂとの間に定常電流を導入するものである。電流計４２ｂは、モニタ用プローブ４ａ，４ｂおよびこれに対応するモニタ用端子５１と、それらの間の配線５２と、で構成される回路を流れる電流値を測定するものである。電圧計４２ｃは、モニタ用プローブ４ｂ，４ｃ間の電圧（変動）を測定するものである。
【００２１】
また、このプロービングテスト装置は、抵抗算出装置４３と表示装置４４を備えている。この抵抗算出装置４３は、電流計４２ｂからの電流測定値Ｉと、電圧計４２ｃからの電圧測定値Ｖとが入力され、両測定値により抵抗値Ｒを算出して、得られた抵抗値Ｒを表示装置４４に出力するように構成されている。
【００２２】
このプロービングテスト装置を用い、以下の方法でプロービングテストを行う。
【００２３】
先ず、プローブヘッドを、プローブ１，４ａ〜４ｃを下側に向けて配置する。そして、その下側に、検査する実装基板２を、その回路形成面を上に向けて配置し、各測定用プローブ１を対応する端子電極２１に所定の接触圧で接触させる。これと同時に、モニタ用基板５を、モニタ用回路５０が形成されている面を上に向けて実装基板２の隣の所定位置に同じ高さで配置すると、各モニタ用プローブ４ａ〜４ｃが、対応する各モニタ用端子５１に前記と同じ接触圧で接触される。
【００２４】
これに伴って、モニタ用プローブ４ａとモニタ用プローブ４ｂとの間に電源４２ａより定常電流が導入され、モニタ用プローブ４ａ，４ｂおよびこれに対応するモニタ用端子５１と、それらの間の配線５２と、で構成される回路を流れる電流値Ｉが電流計４２ｂで測定される。また、モニタ用プローブ４ｂ，４ｃ間の電圧値Ｖが電圧計４２ｃで測定される。そして、電流測定値Ｉと電圧測定値Ｖが抵抗算出装置４３に出力されて、算出された抵抗値Ｒが表示装置４４に出力される。
【００２５】
また、実装基板２とモニタ用基板５を同時に、自動で次々に前記各位置に配置し、前述の端子とプローブとを接触させることを繰り返す。その際に、実装基板２は毎回別のものを配置するが、モニタ用基板５は毎回同じものを配置する。
【００２６】
その結果、毎回別の実装基板２についての電気的特性が検査されると同時に、毎回同じモニタ用端子５１と接触されたモニタ用プローブ４ｂの抵抗値Ｒが検出されて表示装置４４に表示される。この抵抗値は、プローブ先端の表面酸化の度合いに応じた値となるため、この抵抗値によりモニタ用プローブ４ｂの劣化状態が分かる。そして、モニタ用プローブ４ｂは測定用プローブ１と同じものとし、モニタ用端子５１は測定用端子２１と同じ材料で同じ厚さに形成されていて、モニタ用プローブ４ｂは、対応する各モニタ用端子５１に、測定用プローブ１と測定用端子２１との間と同じ接触圧で接触させているため、このモニタ用プローブ４ｂの劣化状態は測定用プローブ１の劣化状態と略同じとなる。
【００２７】
したがって、この実施形態の方法によれば、測定用プローブ１の劣化状態をモニタ用プローブ４ｂで精度良く検出することができる。これにより、測定用プローブが劣化しているかどうかをモニタ用プローブで検出しながらプロービングテストが行われるため、検査結果が不正確なものとなる前に測定用プローブを交換することができるようになる。
【００２８】
なお、この実施形態では、測定用プローブ１が取り付けられている板状物３にモニタ用プローブ４ａ〜４ｃを取り付けているが、モニタ用プローブ４ａ〜４ｃは、測定用プローブ１が取り付けられている部材とは別の部材に取り付けてもよい。その場合、この別の部材を、測定時にモニタ用プローブ４ａ〜４ｃが測定用プローブ１と同じ位置に配置されるように構成する必要がある。
【００２９】
また、この実施形態では、モニタ用回路５２を、実装基板２とは別のモニタ用基板５の面（検査対象の端子が形成されている面と同じ位置に配置される面）に形成しているが、モニタ用回路５２は各実装基板２の回路形成面の端部（検査対象の端子が形成されている面と同一面）等に形成されていてもよい。
【００３０】
また、この実施形態では、実装基板の回路を検査する方法について記載されているが、検査対象はこれに限定されず、本発明の方法は、ウエハ上の半導体チップや、ウエハを分割して得られた半導体チップ等の検査にも適用できる。
【００３１】
また、測定用プローブとモニタ用プローブを同じ部材に取り付け、多数本の測定用プローブを前記部材の中央に配置し、その周囲の互いに離れた複数箇所にモニタ用プローブを配置して、測定用プローブによる検査対象の電気的特性の測定と同時に、前記複数箇所でのモニタ用プローブによる電気的特性の測定を行うようにしてもよい。これにより、多数本の測定用プローブと測定用端子との接触状態が、プローブ取り付け面内で均一になっているか否かを検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態のプロービングテスト法を示す図。
【図２】実施形態で形成したモニタ用回路を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１…測定用プローブ、２…実装基板、２１…回路の端子電極（検査対象の端子）、３…板状体、３１…測定用プローブからの配線、４ａ〜４ｃ…モニタ用プローブ、４１…モニタ用プローブからの配線、４２…回路、４２ａ…電源、４２ｂ…電流計、４２ｃ…電圧計、４３…抵抗算出装置、４４…表示装置、５…モニタ用基板、５０…モニタ用回路、５１…モニタ用端子、５２…モニタ用回路を構成する配線。
【図１】
2005049314.tif 000003
【図２】
2005049314.tif 000004