JP3416668B2 - プロービングカード - Google Patents

プロービングカード

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JP3416668B2 JP2001355577A JP2001355577A JP3416668B2 JP 3416668 B2 JP3416668 B2 JP 3416668B2 JP 2001355577 A JP2001355577 A JP 2001355577A JP 2001355577 A JP2001355577 A JP 2001355577A JP 3416668 B2 JP3416668 B2 JP 3416668B2
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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、プロービングカー
ドに関する。 【0002】 【従来の技術】周知の如く、半導体デバイスは、半導体
ウエハ上に精密写真転写技術等を用いて多数形成され、
この後、各半導体デバイスに切断される。このような半
導体デバイスの製造工程では、従来からプロービング装
置を用いて、半導体デバイスの電気的な特性の試験測定
を半導体ウエハの状態で行い、この試験測定の結果良品
と判定されたもののみをパッケージング等の後工程に送
り、生産性の向上を図ることが行われている。 【0003】上記プロービング装置は、例えば真空チャ
ック等により半導体ウエハを吸着保持するウエハ保持台
を備えており、このウエハ保持台上には、半導体デバイ
スの電極パッドに対応した多数のプロービング針を備え
たプロービングカードが固定されている。そして、駆動
機構によりこのウエハ保持台をX−Y−Z−θ方向に移
動させ、ウエハ保持台に保持された半導体ウエハの半導
体デバイスの電極にプロービング針を接触させ、このプ
ロービング針を介してテスタにより試験測定を行うよう
構成されている。 【0004】また、近年は、ウエハ保持台に温度制御機
構を設けて載置された半導体ウエハを加熱し、高温状態
で半導体ウエハに形成された半導体デバイスの試験測定
を行うプロービング装置も開発されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウエハ
保持台に設けられた温度制御機構によって、載置された
半導体ウエハを加熱し、高温状態で半導体ウエハに形成
された半導体デバイスの試験測定を行うプロービング装
置では、試験測定中ウエハ保持台に近接、対向した位置
に設けられるプロービングカードがウエハ保持台からの
熱により熱膨張を起こす。ところが、通常プロービング
カードは、その周囲がカード保持機構によって固定され
ているため、熱膨張を起こすと全体が反るように変形す
る。このためプロービングカードのプロービング針の高
さ(Z軸方向位置)が変化し、場合によってはこの変化
が数十ミクロンとなる。 【0006】また、プロービングカードは、試験測定中
ウエハ保持台に近接、対向した位置に設定されるもの
の、一枚の半導体ウエハの試験測定が終了すると、ウエ
ハ保持台は半導体ウエハをロード・アンロードするため
の位置に移動されるため、試験測定が終了した半導体ウ
エハをウエハ保持台からアンロードし、次の半導体ウエ
ハをウエハ保持台にロードする間、プロービングカード
とウエハ保持台とは離れた状態となる。このため、半導
体ウエハのロード・アンロードの間、プロービングカー
ドはウエハ保持台からの熱を受けず、プロービングカー
ドの温度が低下する。 【0007】このため、一枚の半導体ウエハの試験測定
において、試験測定開始直後はプロービングカードの温
度が低く、次第にプロービングカードの温度が上昇し、
この温度変化に応じてプロービング針の高さが変化して
しまう。したがって、プロービング針と電極との接触が
不十分になり精度の良い試験測定を実施することができ
なくなったり、逆にプロービング針と電極とが強く接触
し過ぎ、電極パッド等が損傷を受ける等の問題が生じる
ことがあった。またこのような問題を避けるため、プロ
ービングカードの温度が高い状態で常にプロービング針
と電極との接触が行われるよう、試験測定開始時に、し
ばらくプロービングカードとウエハ保持台とを近接させ
た状態に設定し、プロービングカードの温度上昇を待っ
て試験測定を開始する等の方法も採られており、作業効
率の低下を招くという問題もあった。 【0008】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、作業効率の低下を招くことなくプロービ
ングカードの温度を一定に保つことができ、常に均一な
接触圧で精度の良い試験測定を行うことのできるプロー
ビングカードを提供しようとするものである。 【0009】 【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1の発
明は、被測定基板に設けられた電極に対応して、基板に
複数のプロービング針が配列されたプロービングカード
において、内部にヒータと温度センサとが設けられ、外
部の制御機構により制御されて前記プロービングカード
を前記被測定基板の温度に応じて加熱する温度制御ユニ
ットであって、前記基板の外径より小さな外径を有する
板状に形成され、中央部に、前記基板に設けられた円孔
に対応して円孔が設けられた温度制御ユニットを、前記
基板の上面又は下面に固定し、前記基板の両面側から前
記プロービング針を視認可能に構成されたことを特徴と
する。 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】 【0017】上記構成の本発明のプロービングカードで
は、例えばプロービングカードに固定されたヒータおよ
び温度センサを具備した温度制御機構により、プロービ
ングカードの温度を常に一定に保つことができる。この
ため、熱源であるウエハ保持台が、プロービングカード
に近接したり、離間することによって、プロービングカ
ードの温度が変化することを防止することができ、温度
変化によるプリント基板の撓み等よって、プロービング
針の高さ方向(z方向)位置が変動することを防止する
ことができる。 【0018】したがって、作業効率の低下を招くことな
く、プロービングカードの温度を一定に保つことがで
き、常に均一な接触圧で精度の良い試験測定を行うこと
ができる。また、基板外形より温度制御機構を小さく構
成したことにより、ユーティリティー端子をプリント基
板上に配置することができる。 【0019】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。 【0020】図1乃至図3に示すように、本実施形態で
は、プロービングカード1には、基板として例えば耐熱
性の高いガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からな
る円板状のプリント基板2が用いられており、このプリ
ント基板2の中央部には、円孔3が設けられている。 【0021】上記プリント基板2の下面には、円孔3の
周縁部から下方に突出する如く、還状に構成されたプロ
ービング針固定リング4が設けられており、このプロー
ビング針固定リング4によって多数のプロービング針5
が支持されている。すなわち、これらのプロービング針
5は、半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスの電
極パッドに対応して配列されており、その一端がプリン
ト基板2に形成された電極パターンに電気的に接続さ
れ、他端が半導体デバイスの電極パッドに接触可能な如
く下方に向けて斜めに突出するよう構成されている。そ
して、プロービング針5の中間部がプロービング針固定
リング4によって支持されている。 【0022】また、上記プリント基板2の上面または下
面には、例えばリング状に形成された温度制御ユニット
6が固定されている。この温度制御ユニット6は、材質
例えばアルミニウム等から構成されており、その内部に
加熱機構として、例えば板状に形成されたセラミックス
ヒータ6aと、プリント基板2の温度検出するための一
または複数の温度検出器6bが設けられている。温度検
出器6bは、プリント基板2の温度を正確に検出するた
め、プリント基板2に接触あるいは近接した状態に設定
されている。 【0023】また、温度制御ユニット6の上面には、電
力供給用端子6cと、温度センサ用端子6dとが設けら
れており、これらの端子を介して、図1に示すように、
セラミックスヒータ6aおよび温度検出器6bは、プロ
ービング装置本体に設けられた温度制御用電力供給機構
10に電気的に接続されている。この温度制御用電力供
給機構10は、温度検出器6bからの温度検出信号を参
照して、セラミックスヒータ6aに供給する電力を調節
し、プロービングカード1の温度を予め設定された所定
温度、例えば60〜80℃に設定することができるよう
構成されている。なお、このようなセラミックスヒータ
6aおよび温度検出器6bと温度制御用電力供給機構1
0との電気的接続は、通常プロービングカード1に設け
られているユーティリティー端子14を介して行うこと
もできる。 【0024】図1に示すように、上記構成のプロービン
グカード1はプロービング装置本体に設けられたカード
固定機構11によってその周縁部が固定される。また、
カード固定機構11の下部には、例えば真空チャック等
によって半導体ウエハ12を吸着保持し、この半導体ウ
エハ12を、x−y−z方向に駆動して半導体ウエハ1
2上に形成された半導体デバイスの電極パッドとプロー
ビング針5とを順次接触させるウエハ保持台13が設け
られている。このウエハ保持台13は、図示しない加熱
機構を備えており、半導体ウエハ12を所定温度、例え
ば60〜80℃に加熱することができるよう構成されてい
る。 【0025】上記構成の本実施形態のプロービング装置
では、図示しないオートローダによって、カセット収容
部に設けられたウエハカセットから順次ウエハ保持台1
3上に半導体ウエハ12をロード・アンロードし、図示
しない駆動機構によりウエハ保持台13をx−y−z方
向に移動させることにより、半導体ウエハ12の半導体
デバイスの電極パッドを、プロービング針5に順次接触
させ、プロービング針5を介して図示しないテスタによ
り半導体デバイスの電気的試験測定を行う。この時、ウ
エハ保持台13に設けられた加熱機構によって半導体ウ
エハ12を所定温度、例えば60〜80℃に加熱するととも
に、温度制御ユニット6および温度制御用電力供給機構
10によって、プロービングカード1を所定温度、例え
ば60〜80℃に加熱しながら一連の測定動作を実施する。 【0026】したがって、例えば、ウエハ保持台13
を、プロービングカード1の下方から半導体ウエハ12
をロード・アンロードするための位置に移動し、ウエハ
保持台13とプロービングカード1とが離れた状態とな
っても、プロービングカード1は測定中と同様に所定温
度に保持される。すなわち、熱源であるウエハ保持台1
3が、プロービングカード1に近接したり、離間するこ
とによって、プロービングカード1の温度が変化するこ
とを防止することができる。このため、温度変化による
プリント基板2の撓み等よって、プロービング針5の高
さ方向(z方向)位置が変動することを防止することが
でき、常に所定圧力でプロービング針5が半導体デバイ
スの電極パッドに当接されるようにすることができるの
で、精度の良い試験測定を行うことができる。また、例
えば測定開始に先立って、ウエハ保持台13をプロービ
ングカード1に近接対向させ、プロービングカード1を
加熱する必要もなく、作業効率の低下を招くこともな
い。 【0027】なお、上記実施形態では、温度制御ユニッ
ト6をプロービングカード1のプリント基板2に固定し
た場合について説明したが、温度制御ユニット6をプロ
ービング装置本体側に固定し、プロービングカード1を
プロービング装置本体に固定した際に、この温度制御ユ
ニット6がプリント基板2に当接されるよう構成するこ
ともできる。また、上記実施形態では、プロービング針
5を斜めに配置したプロービングカード1について説明
したが、近年、半導体デバイスの高集積化に伴って、プ
ロービング針をほぼ垂直に配置したプロービングカード
が開発されているが、このようなプロービングカードに
対しても、上記実施形態と同様にして本発明を適用する
ことができる。 【0028】さらに、測定する半導体デバイスの品種に
よりプロービングカード1を自動的に交換するよう構成
されたプロービング装置では、プロービングカード1を
収容しておくカードストッカーを、予め測定を実施する
所定の温度に加熱しておくことにより、より短時間で高
温における測定を開始することが可能となる。 【0029】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のプロービ
ングカードによれば、作業効率の低下を招くことなくプ
ロービングカードの温度を一定に保つことができ、常に
均一な接触圧で精度の良い試験測定を行うことができる
ので作業効率の低下を招くことがない。また、基板外形
より温度制御機構を小さく構成したことにより、ユーテ
ィリティー端子をプリント基板上に配置することができ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態のプロービングカートの要
部構成を示す図。 【図2】図1のプロービングカードの平面図。 【図3】図1のプロービングカードの斜視図。 【符号の説明】 1……プロービングカード、2……プリント基板、3…
…円孔、4……プロービング針固定リング、5……プロ
ービング針、6……温度制御ユニット、6a……セラミ
ックスヒータ、6b……温度検出器、6c……電力供給
用端子、6d……温度センサ用端子、10……温度制御
用電力供給機構、11……カード固定機構、12……半
導体ウエハ、13……ウエハ保持台。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−53294(JP,A) 特開 平2−192749(JP,A) 特開 平3−158764(JP,A) 特開 平4−359445(JP,A) 特開 平1−278739(JP,A) 特開 昭64−86077(JP,A) 実開 昭61−36565(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/26 H01L 21/66

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 被測定基板に設けられた電極に対応し
    て、基板に複数のプロービング針が配列されたプロービ
    ングカードにおいて、内部にヒータと温度センサとが設けられ、外部の制御機
    構により制御されて前記プロービングカードを前記被測
    定基板の温度に応じて加熱する温度制御ユニットであっ
    て、前記基板の外径より小さな外径を有する板状に形成
    され、中央部に、前記基板に設けられた円孔に対応して
    円孔が設けられた温度制御ユニットを、前記基板の上面
    又は下面に固定し、 前記基板の両面側から前記プロービング針を視認可能に
    構成された ことを特徴とするプロービングカード。
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