(57)【要約】【課題】試験中のプローブ針の破損を抑制することができるプローブカード及びそれを用いた半導体装置の試験方法を提供する。【解決手段】プローブカードには、基板１１と、基板１１に根元が固定された複数のプローブ針１２と、プローブ針１２を基板１１に支持する支持部材１３と、が含まれる。支持部材１３には、プローブ針１２と基板１１との間でプローブ針１２と接する緩衝材１０１が含まれる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に根元が固定された複数のプローブ針と、
前記プローブ針を前記基板に支持する支持部材と、
を有し、
前記支持部材は、前記プローブ針と前記基板との間で前記プローブ針と接する緩衝材を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記緩衝材の弾性率は、前記プローブ針の弾性率より低いことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記プローブ針は、前記緩衝材を貫通していることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記プローブ針の根元は前記基板に金属接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記支持部材は、前記プローブ針の先端の前記基板の主面に平行な方向の移動を規制する第１の規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記支持部材は、前記プローブ針の先端の前記基板から離間する方向の移動を規制する第２の規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプローブカードの前記プローブ針を、半導体装置のパッドに接触させる工程と、
前記プローブ針を通じた信号の入出力を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカード及びそれを用いた半導体装置の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の試験では、プローブカードに設けられた多数のプローブ針を半導体装置のパッドに接触させている。プローブカードを用いることにより、短時間で高精度の試験を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、試験中にプローブ針が破損することがある。プローブ針が破損したままでは試験を継続できないため、スループットが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０１６５９号公報
【特許文献２】特開２０１１−５８８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、試験中のプローブ針の破損を抑制することができるプローブカード及びそれを用いた半導体装置の試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プローブカードの一態様には、基板と、前記基板に根元が固定された複数のプローブ針と、前記プローブ針を前記基板に支持する支持部材と、が含まれる。前記支持部材には、前記プローブ針と前記基板との間で前記プローブ針と接する緩衝材が含まれる。
【０００７】
半導体装置の試験方法の一態様では、上記のプローブカードの前記プローブ針を、半導体装置のパッドに接触させ、前記プローブ針を通じた信号の入出力を行う。
【発明の効果】
【０００８】
上記のプローブカード等によれば、支持部材に適切な緩衝材が含まれているため、試験中のプローブ針の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るプローブカードを示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るプローブカードの一部を示す図である。
【図３】半導体装置の試験方法を示す図である。
【図４】ウェハを示す図である。
【図５】一度に複数個の半導体装置の試験を行うことができるプローブカードを示す図である。
【図６】第２の実施形態に係るプローブカードの一部を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係るプローブカードの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るプローブカードを示す図である。図２は、第１の実施形態に係るプローブカードの一部を示す図である。図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は断面図である。
【００１２】
図１に示すように、第１の実施形態に係るプローブカード１には、基板１１、基板１１に根元が固定された複数のプローブ針１２、及びプローブ針１２を基板に支持する支持部材１３が含まれる。プローブ針１２の根元は、例えば半田により基板１１に金属接合されている。図２に示すように、支持部材１３には、緩衝材１０１及びこれを基板１１の主面に平行な方向で挟む２個の規制部材１０２が含まれる。プローブ針１２は緩衝材１０１に接しながら緩衝材１０１を貫通している。例えば、緩衝材１０１の弾性率はプローブ針１２の弾性率、例えば１４３０ＭＰａ程度、より低い。プローブ針１２は、例えばパラジウム合金を含み、緩衝材１０１の材料としては、シリコーンゲル、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びアクリルゴムが例示される。規制部材１０２には緩衝材１０１よりも変形しにくい材料が使用され、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）が例示される。シリコーンゲル、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びアクリルゴムの特性を表１に示し、ポリイミド、ＰＥＥＫ及びＰＰＳＵの特性を表２に示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
【表２】
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【００１５】
次に、第１の実施形態に係るプローブカード１を用いた半導体装置の試験方法について説明する。図３は、半導体装置の試験方法を示す図である。
【００１６】
この試験では、プローブカード１を基板ホルダ２２で保持し、テストヘッド２１に取り付ける。そして、プローブカード１のプローブ針１２とは反対側の面に設けられた端子とテストヘッド２１の端子とを接続する。また、複数の半導体装置を含むウェハ３１をチャック３２に固定する。そして、チャック３２を移動させ、ウェハ３１内の所定の半導体装置のパッドにプローブ針１２を接触させる。この状態で、テストヘッド２１から一部のプローブ針１２を経由し信号を半導体装置に入力すると、半導体装置からの出力信号が他の一部のプローブ針１２を経由してテストヘッド２１に出力される。このようにして、半導体装置の試験を行うことができる。また、支持部材１３の耐熱温度よりも低温であれば、高温環境下での試験を行うことも可能である。
【００１７】
ここで、ウェハ３１の概要について説明する。図４はウェハを示す図であり、図４（ａ）はウェハの全体を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）内のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【００１８】
一般的に、図４（ａ）に示すように、ウェハ３１の平面形状は略円形であり、その内側に平面形状が矩形の、半導体装置に対応するデバイス領域４０が規則的に配列している。また、半導体装置の最表面には、図４（ｂ）に示すように、例えば、ポリイミドの保護膜４１がスピンコーティングにより形成されており、デバイス領域４０内では、パッド４２を露出する開口部が保護膜４１に形成されている。試験では、この開口部を介してプローブ針１２がパッド４２に接触する。しかし、図４（ｂ）に示すように、スピンコーティングで形成された保護膜４１は、ウェハ３１の外周部で厚くなりやすく、パッド４２が十分に露出されないこともある。パッド４２にプローブ針１２を接触させる際には、プローブ針１２をパッド４２上を滑らせるが、パッド４２の露出が不十分であると、プローブ針１２が十分に滑らず、プローブ針１２に大きな応力が作用する。従来のプローブカードでは、このような応力によりプローブ針が破損することがある。一方、第１の実施形態では、プローブ針１２が滑りにくい場合であっても、プローブ針１２が緩衝材１０１を貫通しているため、プローブ針１２は支持部材１３内で基板１１の厚さ方向に移動することができる。従って、プローブ針１２に作用する応力が緩和され、プローブ針１２の破損を抑制することができる。
【００１９】
また、プローブカード１に複数のプローブ針群１５を設けることで、複数個の半導体装置の試験を互いに並行して行うことが可能である。例えば、図５に示すように、４つのプローブ針群１５を格子状に設けることで、４個の半導体装置の同時試験を行うことができる。その一方で、図４（ａ）に示すように、ウェハ３１内のデバイス領域４０を格子状に４個ずつ区分けしていくと、デバイス領域４０が４個に満たない部分も存在する。例えば領域Ａには２個のデバイス領域４０しか含まれず、領域Ｂには３個のデバイス領域４０しか含まれない。従って、領域Ａに４つのプローブ針群１５を接触させると、２つのプローブ針群１５はパッド４２ではなく保護膜４１に接触することになり、領域Ｂに４つのプローブ針群１５を接触させると、１つのプローブ針群１５はパッド４２ではなく保護膜４１に接触することになる。従って、従来のプローブカードでは、プローブ針に大きな応力が作用し、プローブ針が破損することがある。一方、第１の実施形態では、プローブ針１２は支持部材１３内で基板１１の厚さ方向に移動することができるため、プローブ針１２に作用する応力が緩和され、プローブ針１２の破損を抑制することができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に係るプローブカードの一部を示す図である。図６（ａ）は斜視図であり、図６（ｂ）は断面図である。
【００２１】
第２の実施形態に係るプローブカードでは、第１の実施形態の支持部材１３に代えて支持部材２３が含まれる。図６に示すように、支持部材２３には、緩衝材１０１、これを基板１１の主面に平行な方向で挟む２個の規制部材１０２、及び２個の規制部材１０２の下端に繋がり、緩衝材１０１の下方向への変形を規制する規制部材１０３が含まれる。プローブ針１２は緩衝材１０１に接しながら緩衝材１０１を貫通している。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２２】
第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、プローブ針１２が滑りにくい場合であっても、プローブ針１２が緩衝材１０１を貫通しているため、プローブ針１２に作用する応力が緩和され、プローブ針１２の破損を抑制することができる。更に、支持部材２３に規制部材１０３が含まれるため、プローブ針１２の初期状態における位置決めが容易である。
【００２３】
第１の実施形態及び第２の実施形態において、プローブ針１２と規制部材１０２との間に隙間があってもよい。隙間がある場合は、プローブ針１２と規制部材１０２との間に摩擦力が作用しないため、プローブ針１２の移動がより一層容易となる。
【００２４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図７は、第３の実施形態に係るプローブカードの一部を示す図である。図７（ａ）は斜視図であり、図７（ｂ）は断面図である。
【００２５】
第３の実施形態に係るプローブカードでは、第１の実施形態の支持部材１３に代えて支持部材３３が含まれる。図７に示すように、支持部材３３には、緩衝材３０１、及びこれを基板１１との間で挟む規制部材３０２が含まれる。プローブ針１２は緩衝材３０１に接しながら緩衝材３０１を貫通し、更に規制部材３０２の一部も貫通している。例えば、緩衝材３０１の弾性率はプローブ針１２の弾性率より低い。緩衝材３０１の材料としては、シリコーンゲル、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びアクリルゴムが例示される。規制部材３０２には緩衝材３０１よりも変形しにくい材料が使用され、ポリイミド、ＰＥＥＫ及びＰＰＳＵが例示される。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２６】
第３の実施形態によっても、プローブ針１２が滑りにくい場合であっても、プローブ針１２が緩衝材３０１を貫通しているため、プローブ針１２は支持部材３３内で基板１１の厚さ方向に移動することができる。従って、プローブ針１２に作用する応力が緩和され、プローブ針１２の破損を抑制することができる。更に、プローブ針１２は支持部材３３内で基板１１の面内方向にも規制部材３０２による規制は受けつつも緩衝材３０１が低い弾性率を持つことで移動することができるため、プローブ針１２に作用する応力を緩和することができる。そして、更に、プローブ針１２は規制部材３０２の一部を貫通した構造を有するため、基板１１の面内方向のプローブ針１２の位置決めも容易となる。従って、針の移動方向が上下方向のみならず、基板１１の面内方向となっても適度にプローブ針１２に作用する応力を緩和することができるため破損を好適に抑制できると共に、基板１１の面内方向のプローブ針１２の初期状態の位置決めも容易となるため、安定したプローブ針１２による試験を実現することができる。
【００２７】
緩衝材としてエアクッションが用いられてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１：プローブカード
１１：基板
１２：プローブ針
１３、２３、３３：支持部材
１５：プローブ針群
１０１、３０１：緩衝材
１０２、１０３、３０２：規制部材
【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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