JP4812025B2 - 面光源付プローブカード - Google Patents

Description

本発明は、プローブカードに係り、特に、ウェハ状態の半導体集積回路の電気的特性を検査する際に使用されるプローブカードに関するものである。

一般的にイメージセンサやサーマルドライバ等の半導体集積回路の電気的特性は外部からの光の照射によって変化する。この種の電気的特性に関しては、外部から意図的に検査対象の半導体集積回路に光を照射し、プローバにより特性検査を行うことがある。

プローバに使用される従来のプローブカードは円盤形状のプローブカード基板を有し、このプローブカード基板の中央には円柱状の穴が設けられている。この穴近傍のプローブカード基板の下面には複数のプローブ針が取り付けられており。これらプローブ針の先端は穴の下方に向かって延びている。また、プローブカード基板の上面には発光ダイオードが実装されている。この発光ダイオードは、そのリード（足）がプローブカード基板の上面に半田付けされることにより装着されている。そして、発光ダイオードの発光部は上記穴の上方に配置する構造が知られている。また、複数のプローブカード毎に照度差が生じてしまうという課題解消のために、プローブカードの中央にある穴の内側面に点光源を配置するという構造も知られている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００１−４６６１号公報

しかしながら、従来の光源付プローブカードでは、使用する光源に発光ダイオード等の点光源を使用しているため、検査対象の半導体集積回路への光の当たり方にはムラが生じる。すなわち、点光源に近い領域には比較的強い光が照射され、点光源がから離れた領域には比較的弱い光が照射される。このように、半導体集積回路上の各受光素子に対して均一な光量で照射する事が困難であった。

また、検査対象であるイメージセンサやサーマルドライバ等の受光素子は、一般的に入射光の角度に対して指向性を持つため、素子毎の受光特性を光の照度の面内分布から計算により補正する必要があった。

プローブカード基板と、前記プローブカードの中心部分に設けられ、検査対象より大きな面積を有する面光源と、前記プローブカード基板下面に取り付けられるプローブ針であって、その先端が前記面光源の下方に延び、検査の際に前記プローブ針の先端を前記検査対象に接触させるためのプローブ針と、を具備することを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記面光源が前記プローブカード下面に設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記面光源が前記プローブカードに埋め込まれ、前記面光源の下面と前記プローブカード基板の下面が同一高さであることを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記面光源が前記プローブカード上面に設けられており、前記面光源からの光を前記検査対象に照射するための窓となる貫通孔が前記プローブカード基板に開口されていることを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記貫通孔が前記検査対象の面積よりも大きく開口されていることを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記面光源が複数の光源からなることを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記検査対象を複数同時測定できるように前記プローブ針が配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記面光源がＬＣＤ用バックライトであることを特徴とする。

さらには、本発明に係る面光源付プローブカードは、前記面光源が有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする。

以上、説明したように本発明による面光源付プローブカードを用いることで、従来では困難であった検査対象である半導体集積回路への均一な光の照射が可能となる。さらには検査対象が複数であっても半導体集積回路への均一な光の照射が可能である。これにより、半導体集積回路の電気的特性を安定して測定できることになる。

以下、本発明の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。

図１は本発明の第一の実施形態による面光源付プローブカードを示す断面図である。

この面光源付プローブカードは、円盤形状のプローブカード基板１を有し、プローブカード基板１中央部の下面には、面光源２が配置され、その面光源２の近傍のプローブカード基板１の下面には複数のプローブ針３が取り付けられている。これらプローブ針３は、その先端が面光源２の下方に向かって延びており、電気特性検査の際に、図示しない検査対象の半導体集積回路に接触させるものである。プローブ針３は、面光源２の周囲に沿って取り付けられている場合もあれば、面光源２の外周の一部に沿って取り付けられている場合もある。面光源２は検査対象の半導体集積回路よりも十分大きいものとし、光の照射範囲が、検査対象の半導体集積回路よりも広くなるように配置されている。また、面光源２の平面的な形状は、検査対象の半導体集積回路の形に合わせた方形であるのが好適であるが、検査対象領域よりも大きくて、検査対象への光照射が均一であれば如何なる形状でも良い。

面光源２は貫通孔７を介して、信号線Ａ（４）によりプローブカード基板１上面に設置されている制御回路５に接続されている。制御回路５は信号線Ｂ（６）により、図示しない半導体検査装置に接続できるようになっており、面光源２の点灯や消灯及び光量が制御可能となっている。

上記プローブカードは、図示しないプローバに装着され、上記プローブカード基板１の下面に接着された面光源２とプローブ針３の下方に検査対象の半導体集積回路を有する半導体ウェハ（図示せず）を配置し、この半導体集積回路上のパッド（図示せず）にプローブ針３を接針させ、この半導体集積回路に面光源２による光を略垂直に照射し半導体集積回路の電気的特性を検査するものである。

図２は本発明の第二の実施形態による面光源付プローブカードを示す断面図である。

第一の実施形態と異なる点は、面光源２とプローブカード基板１の位置関係である。本実施形態においては、面光源２の下面位置高さとプローブカード基板１の下面位置高さが同じになっており、面光源２の周囲に配置されているプローブ針３を取り付ける上で邪魔とならないという利点がある。

図３は本発明の第三の実施形態による面光源付プローブカードを示す断面図である。
面光源２は基板１上に設けられており、面光源２から発せられた光は貫通孔７を通して検査対象である半導体集積回路８に照射される。第一、第二の実施形態と異なる点は、ひとつの面光源２に対し検査対象である半導体集積回路８が複数であり、プローブ針３、および、貫通孔７が半導体集積回路毎に設けられている点である。従って、貫通孔７は半導体集積回路８の平面積よりも大きく開口されている。面光源２と基板１との位置関係は第一の実施形態のように基板１下面に取り付けても良いし、第二の実施形態の様に、基板１と面光源２の下面位置高さが同じであるように取り付けても良い。本実施形態においては、検査対象である半導体集積回路が複数であっても、半導体集積回路内における光量分布のない均一な光が同時に照射可能であり、複数の半導体集積回路を同時に安定して検査可能となる。複数の半導体集積回路を同時に安定して検査可能であるので、検査にかかる時間を短縮できるという利点がある。

図４は本発明の第四の実施形態による面光源付プローブカードを示す断面図である。
第三の実施形態と異なる点は、面光源２が検査対象である半導体集積回路毎に設けられている点である。面光源２は制御回路５に接続されており、制御回路５は図示しない半導体検査装置等に接続され、面光源２の光照射が均一となるように制御される。本実施形態においては、検査対象の半導体集積回路が大面積であったり、半導体集積回路間の距離が離れていたりなど、単一の面光源で複数の半導体集積回路に均一の光を照射することが難しい場合においても、半導体集積回路内における光量分布のない均一な光が同時に照射可能であり、複数の半導体集積回路を同時に安定して検査可能であるので、検査にかかる時間を短縮できるという利点がある。

前述の面光源２には、発光面から光が均一に照射されるものが利用される。例えば、ＬＣＤパネル用のバックライトが好適である。また、自発光する有機ＥＬ発光素子でも良い。また、検査対象の半導体集積回路が大面積である場合には、複数の光源からなる面光源とすることで検査対象への均一な光照射が可能となる。

以上述べたようにプローブカードに面光源を用いることで、半導体集積回路内における光量分布のない均一な光が容易に照射可能となり、安定した検査が可能となる。また、検査対象である半導体集積回路が複数である場合にも、同様に安定した検査が可能である。

本発明の第一の実施形態である面光源付プローブカードの断面図 本発明の第二の実施形態である面光源付プローブカードの断面図 本発明の第三の実施形態である面光源付プローブカードの断面図 本発明の第四の実施形態である面光源付プローブカードの断面図

符号の説明

１ プローブカード基板
２ 面光源
３ プローブ針
４ 信号線A
５ 制御回路
６ 信号線B
７ 貫通孔
８ 半導体集積回路

Claims (5)

1. プローブカード基板と、
   前記プローブカード基板の下面の中心部分に設けられ、検査対象より大きな面積を有する面光源と、
   前記プローブカード基板の下面に取り付けられ、その先端が前記面光源の下方に延び、検査の際にその先端を前記検査対象に接触させるためのプローブ針と、
   を具備することを特徴とする面光源付プローブカード。
2. 前記面光源が複数の光源からなることを特徴とする請求項１に記載の面光源付プローブカード。
3. 前記検査対象を複数同時測定できるように前記プローブ針が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源付プローブカード。
4. 前記面光源がＬＣＤ用バックライトであることを特徴とする請求項１に記載の面光源付プローブカード。
5. 前記面光源が有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の面光源付プローブカード。

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