JP3260332B2 - 検査装置及びそれを用いた検査方法 - Google Patents

検査装置及びそれを用いた検査方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ針を用い
た大電流検査方法に関するものである。特にプローブ針
を用いたトリミング技術、パワーICの検査技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図6に特開平7−273157号公報に
記載されている従来の検査装置の概略構成を示す。
【0003】1はウエハチャック、2はウエハチャック
1に保持された半導体ウエハ、5はプローブカード6に
固定されたプローブ針、7は半導体ウエハ2を検査する
ための回路が構成された検査ボード、8は不活性ガスを
供給するためのノズルである。
【0004】半導体ウエハ2上の半導体装置の電気的特
性の検査は、プローブ針5の先端部を半導体装置の外部
接続用電極に接触させて行なわれる。このとき、検査中
に半導体装置の外部接続用電極とプローブ針とが接触す
る部分の雰囲気を非酸化性雰囲気にするために、ノズル
8の開口から、半導体ウエハ2に対し略水平方向に不活
性ガスが常に供給される。また、ウエハチャック1は半
導体ウエハ2を加熱又は冷却するための手段を備えてい
る。
【0005】図6の従来の検査装置は、ウエハ状態の半
導体装置の高温・常温・低温での検査中にノズル8より
不活性ガスを供給することにより、ウエハチャック1の
加熱・冷却手段による半導体装置の外部接続用電極及び
プローブ針5が酸化すること、及び、繰り返し検査にお
いてプローブ針5によって削られた外部接続用電極に自
然酸化膜が形成することを防止している。
【0006】一方、プローブ針先端の酸化膜やプローブ
針先端に付着したダスト(これは、例えば、半導体装置
の外部接続用電極によるダスト、半導体装置の保護膜に
よるダスト、半導体ウエハ上に残留したダスト等に起因
する)の除去方法として、プローブ針を研磨する方法が
よく知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
の技術では、以下の問題が発生する。
【0008】図6に示した検査装置では、不活性ガスを
半導体ウエハ2に対し水平方向より常に供給しているた
め、安定した非酸化性雰囲気を作り出すには不活性ガス
供給量が増大し、生産コストが増大するという問題が発
生する。
【0009】また、先端径が40μm以下のプローブ針
を用いた場合、プローブ針1本当たり80mA以上の大
電流を流す半導体装置のプローブ検査においては、急激
なプローブ針の先端部(被測定電極との接触部及びその
近傍の細くなった部分)の酸化という問題が発生する。
例えば、プローブ針1本当たり100mA以上の大電流
を流した場合、約3000チップ測定するとプローブ針
の先端は黒色に変化する。これにより、接触抵抗が増大
し、正確な半導体装置の電気的特性の検査が不可能とな
る。また歩留悪化の原因ともなる。図6に示した従来の
検査装置ではこのようなプローブ針の先端部の急激な酸
化を有効に防止することができない。
【0010】一方、上記のプローブ針を研磨する方法で
は、約3000チップする毎に研磨を実施しなければな
らないために、生産効率が悪化する。また、プローブ針
の機械的な損傷が激しくなり寿命が短くなる。
【0011】本発明は、プローブ針に通常では酸化を促
進するような大電流を流すプローブ検査においても、プ
ローブ針の先端部の酸化を防止することにより、接触抵
抗の増大を防止して検査精度を向上させ、低コストで検
査可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために以下の構成とする。
【0013】即ち、本発明にかかる検査装置は、被測定
の外部接続用電極に接触させて電気的導通を得るため
のプローブ針を備えたプローブカードと、前記プローブ
針に電圧を印加し、得られた電気信号を処理する測定装
置と、検査時に前記プローブ針の先端部と前記被測定物
の外部接続用電極との接触部分に、前記外部接続用電極
の形成面に対して垂直方向から不活性ガスを供給するノ
ズルと、前記ノズルに設けられ、検査開始時に前記測定
装置からの信号により開けられ、検査終了時に前記測定
装置からの信号により閉められるバルブとを備えたこと
を特徴とする。
【0014】かかる構成によれば、プローブ針と外部接
続用電極との接触部分に供給する不活性ガスを、外部接
続用電極の形成面に対して垂直方向から供給するので、
接触部分を効果的に非酸化雰囲気にすることができ、大
電流を用いた検査でもプローブ針の酸化を防止すること
ができる。また、垂直方向上方から不活性ガスを供給す
るので、接触部分にのみに効率よく不活性ガスを吹き付
けることができ、不活性ガスの使用量が少なくて済み、
検査コストを低減できる。また、ノズルにバルブを設
け、バルブを検査開始時に開け、検査終了時に閉めるこ
とにより、非検査時の不活性ガスの供給がなくなるの
で、不活性ガスの使用量を抑えることができる。これに
より、大電流の検査時に発生するプローブ針の酸化を効
率よく防止することができる。
【0015】上記の構成において、前記ノズルと前記プ
ローブカードとが一体化していることが好ましい。かか
る好ましい構成によれば、プローブカードを移動させた
ときにノズルも追随して移動するので、プローブ針先端
部に常に不活性ガスを供給できる。
【0016】また、上記の構成において、前記ノズルの
先端に、前記外部接続用電極と前記プローブ針との接触
部分が配置された領域を全て覆う開口を有する覆いが備
えられていることが好ましい。かかる好ましい構成によ
れば、外部接続用電極とプローブ針との複数の接触部分
に不活性ガスを均一に効率良く供給できるので、全ての
接触部分を安定した非酸化雰囲気に維持しやすく、ま
た、不活性ガスの供給量を少なくすることができる。
【0017】
【0018】また、本発明にかかる検査方法は、被測定
物の外部接続用電極にプローブ針の先端部を接触させて
前記被測定物の電気的特性を測定する検査方法におい
て、検査装置として上記の構成にかかる検査装置を使用
することを特徴とする。かかる構成によれば、プローブ
針と外部接続用電極との接触部分に供給する不活性ガス
を、外部接続用電極の形成面に対して垂直方向から供給
するので、接触部分を効果的に非酸化雰囲気にすること
ができ、大電流を用いた検査でもプローブ針の酸化を防
止することができる。また、垂直方向上方から不活性ガ
スを供給するので、接触部分にのみに効率よく不活性ガ
スを吹き付けることができ、不活性ガスの使用量が少な
くて済み、検査コストを低減できる。
【0019】上記の構成において、先端径が40μm以
下のプローブ針を使用し、前記プローブ針1本当たり8
0mA以上の電流を印加して検査するのが好ましい。上
記のように、細径のプローブ針を用いて大電流を供給し
て検査する場合、プローブ針の急激な酸化が発生する。
本発明の検査方法によれば、プローブ針を含む外部接続
用電極との接触部分を、少ない不活性ガスの供給量で効
果的に非酸化雰囲気に維持することができる。従って、
細径のプローブ針を用いた大電流検査に本発明の検査方
法を適用すると本発明の効果がより顕著に発現する。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図5を用いて説明する。
【0021】(実施の形態1)図1、2に、本発明の実
施の形態1にかかる検査装置の概略を示す。図1は本実
施の形態の検査装置の概略斜視図であり、図2は本実施
の形態の検査装置の概略正面図である。
【0022】図1,図2において、1はウエハチャッ
ク、2はウエハチャック1に吸着固定された半導体ウエ
ハ、3はウエハ2上に形成された、被測定物としての半
導体装置、4は半導体装置3の外部接続用電極、5は外
部接続用電極4と電気的接触させるためのプローブ針、
6は複数のプローブ針5を固定するプローブカード、7
はプローブカード6を保持するとともに、半導体装置3
を検査するための回路が構成された検査ボード、8は不
活性ガスを供給するための不活性ガス供給手段としての
ノズルであり、下端部に不活性ガスを供給するための開
口を有する。
【0023】本実施の形態の検査装置においては、プロ
ーブカード6は中央部に開口を有し、該開口に対応する
領域内に、検査対象となる半導体装置3の外部接続用電
極4とプローブ針5との接触部分が位置している。そし
て、該開口の上方にノズル8が、不活性ガスを放出する
開口を下向きにして設置されている。このような構成に
より、大電流測定を含む半導体装置3の検査時には、外
部接続用電極4とプローブ針5との接触部分に向けて、
半導体装置3の垂直方向上方より不活性ガスが供給され
る。この結果、不活性ガスは該接触部分に効果的に供給
される。このため、該接触部分は安定した非酸化雰囲気
となり、プローブ針5先端の酸化を防ぐことができる。
また、検査を実施している半導体装置3にのみ不活性ガ
スが供給されるために、少量の不活性ガスで安定した非
酸化雰囲気を作ることができる。
【0024】また、ノズル8をプローブカード6が固定
されている検査ボード7と連動して動くようにこれらを
一体化して構成することにより、プローブ針5の先端に
常に不活性ガスを供給することができる。
【0025】(実施の形態2)図3、4に、本発明の実
施の形態2にかかる検査装置の概略を示す。図3は本実
施の形態の検査装置の概略斜視図であり、図4は本実施
の形態の検査装置の概略正面図である。図1,図2と同
一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説
明を省略する。
【0026】本実施の形態の検査装置が実施の形態1の
検査装置と異なるのは、本実施の形態の検査装置が、ノ
ズル8の先端に覆い9を有している点であり、他の構成
は実施の形態1と同様である。
【0027】一般に、検査対象の半導体装置3には外部
接続用電極4が複数個存在し、そのためプローブ針5も
複数個必要である。即ち、外部接続用電極4とプローブ
針5との接触部分は複数個存在し、これらの複数の接触
部分は一定の領域内に分布して配置される。この複数の
接触部分が配置された領域を全て覆うような開口を有す
る覆い9を設置することにより、複数の接触部分に不活
性ガスを均一に効率良く供給できる。この結果、実施の
形態1より更に少ない不活性ガスの供給量で、全ての接
触部分を安定した非酸化雰囲気に維持することが容易に
なる。また、同時に複数のプローブ針5の先端の酸化を
防止することができる。
【0028】覆い9の開口の大きさは、外部接続用電極
4とプローブ針5との接触部分の配置の分布状況に応じ
て決定できるが、プローブカード6の中央の開口と略同
一の開口としても良く、両開口を密着したものであって
も良い。
【0029】(実施の形態3) 図5は、本発明の実施の形態3にかかる検査装置の概略
正面図である。図5において、10はプローブ針5に電
圧を印加し、得られた電気信号を処理する測定装置又は
検査テスター、11は測定装置又は検査テスター10か
らの信号により開閉する、ノズル8に設けられたバルブ
である。上記以外の構成は図3,図4に示した実施の形
態2と同一であり、図1〜図4と同一の機能を有する部
材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0030】半導体装置3の検査において、検査開始時
に測定装置又は検査テスター10より信号をバルブ11
に発信し、バルブ11を開かせた後、必要な検査を行な
う。次に、検査終了と同時に測定装置又は検査テスター
11より信号をバルブ11に発信し、バルブ11を閉じ
させる。これにより、検査時のみプローブ針5先端に不
活性ガスが供給されるために、プローブ針5先端の酸化
を防ぎながら、実施の形態2よりもさらに無駄な不活性
ガスの供給を抑えることができる。
【0031】特に、プローブ針5の酸化が著しい大電流
測定時にのみバルブ11を開くように制御すると、プロ
ーブ針5の酸化を防止しながら、更に不活性ガスの供給
量を少なくすることができるので、検査コストを低減す
ることができる。
【0032】上記の説明では、実施の形態2に示した検
査装置に測定装置又は検査テスター10とバルブ11を
設けたが、実施の形態1の検査装置にこれらの構成要素
を付加した検査装置とすることもできる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、プローブ針と外部接続
用電極との接触部分に供給する不活性ガスを、外部接続
用電極の形成面に対して垂直方向から供給するので、接
触部分を効果的に非酸化雰囲気にすることができ、大電
流を用いた検査でもプローブ針の酸化を防止することが
できる。この結果、以下の4つの効果を得ることができ
る。
【0034】第一に、プローブ針と外部接続用電極との
接触抵抗の増大を防止できるために、被検査物の電気的
特性を正確に測定することができる。
【0035】第二に、プローブ針と外部接続用電極との
接触抵抗の増大による歩留悪化を防ぐことができる。
【0036】第三に、プローブ針先端の研磨による酸化
膜除去が不要となるために、生産効率が上がる。
【0037】第四に、プローブ針先端の研磨を必要とし
ないのでプローブ針の機械的な損傷が少なくなるため
に、プローブ針の寿命が長くなる。
【0038】また、垂直方向上方から不活性ガスを供給
するので、接触部分にのみに効率よく不活性ガスを吹き
付けることができるので、不活性ガス供給量を低減する
ことが可能となり、生産コストが下がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかる検査装置の概
略斜視図
【図2】 本発明の実施の形態1にかかる検査装置の概
略正面図
【図3】 本発明の実施の形態2にかかる検査装置の概
略斜視図
【図4】 本発明の実施の形態2にかかる検査装置の概
略正面図
【図5】 本発明の実施の形態3にかかる検査装置の概
略正面図
【図6】 従来の検査装置の一例を示した概略正面図
【符号の説明】
1 ウエハチャック 2 半導体ウエハ 3 半導体装置 4 外部接続用電極 5 プローブ針 6 プローブカード 7 検査ボード 8 ノズル 9 覆い 10 測定装置又は検査テスター 11 バルブ
フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−164648(JP,A) 特開 平3−257841(JP,A) 特開 平3−292748(JP,A) 特開 平4−732(JP,A) 特開 平6−300778(JP,A) 特開 平7−273157(JP,A) 実開 平1−171034(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 31/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物の外部接続用電極に接触させて
    電気的導通を得るためのプローブ針を備えたプローブカ
    ードと、前記プローブ針に電圧を印加し、得られた電気信号を処
    理する測定装置と、 検査時に前記プローブ針の先端部と前記被測定物の外部
    接続用電極との接触部分に、前記外部接続用電極の形成
    面に対して垂直方向から不活性ガスを供給するノズル
    と、 前記ノズルに設けられ、検査開始時に前記測定装置から
    の信号により開けられ、検査終了時に前記測定装置から
    の信号により閉められるバルブと を備えたことを特徴と
    する検査装置。
  2. 【請求項2】 前記ノズルの先端に、前記外部接続用電
    極と前記プローブ針との接触部分が配置された領域を全
    て覆う開口を有する覆いが備えられていることを特徴と
    する請求項1に記載の検査装置。
  3. 【請求項3】 被測定物の外部接続用電極にプローブ針
    の先端部を接触させて前記被測定物の電気的特性を測定
    する検査方法において、請求項1又は2に記載の検査装
    置を使用し、前記プローブ針として先端径が40μm以
    下のプローブ針を使用し、前記プローブ針1本当たり8
    0mA以上の電流を印加して検査することを特徴とする
    検査方法。
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