JP5056736B2 - 検査装置、及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、フリッティング現象を利用して被検査体の電気的特性を検査するための検査装置、及びこれを用いて被検査体の電気的特性を検査する検査方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウエハにデバイス等を作製した後、半導体ウエハ状態のデバイスやパッケージ後のデバイス等の被検査体について電気的特性を検査する工程が行なわれている。プローブを行なう際には、被検査体の電極にプローブと称される部材を接続する必要がある。そして、プローブを介してデバイスと電気信号を送受信し、デバイスの電気的特性を検査する。

検査段階では、被検査体の電極に酸化膜等の絶縁被膜が形成されていることが多い。従って、従来では、先の尖ったプローブと電極を所定の針圧で接触させたり、電極にスクラブを行なって絶縁被膜を削り取ったりする工程が行なわれていたが、被検査体の電極等を傷つけたり、プローブと電極の導通が安定しない等の問題があった。また、近年ではマイクロ構造を有するプローブカードが用いられることが多いため、針圧を大きくするのが困難である。

係る点を考慮したものとして、フリッティング現象を利用して電気的導通を確保して検査を行なう装置及び方法についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。フリッティング現象とは、電極の表面に形成された酸化膜等の絶縁被膜に印加される電位傾度が所定程度になると電流が流れて絶縁被膜が破壊される現象をいう。係る装置及び方法によれば、被検査体の電極等を傷つけることがなく、プローブの寿命を延ばすことができるものとしている。
特開２００２−１３９５４２号公報

しかしながら、上記従来の装置及び方法においては、外部電源からプローブまでの配線抵抗によって、プローブに所望の電圧を印加するのが困難であるという問題が存在する。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、プローブに所望の電圧を印加するのが容易な検査装置、及びこれを用いてプローブに所望の電圧を印加するのが容易な検査方法を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
フリッティング現象を利用して被検査体の電気的特性を検査するための検査装置であって、
プローブカードに接続された少なくとも一対のプローブと、
コンデンサと、
該コンデンサを、外部電源に接続された配線と前記少なくとも一対のプローブとのいずれに導通させるかを切替え可能な切替え手段と、を備え、
前記コンデンサ及び前記切替え手段は、前記プローブカード又は前記プローブカードが取り付けられる基板に、支持又は内蔵されることを特徴とする、
検査装置である。

この本発明の第１の態様によれば、コンデンサ、及びこのコンデンサを、外部電源に接続された配線と少なくとも一対のプローブとのいずれに導通させるかを切替え可能な切替え手段が、プローブを支持するプローブカード又はプローブカードが取り付けられる基板に、支持又は内蔵されるため、プローブと電力供給源（コンデンサ）との間の配線長や配線抵抗を低減することができる。従って、プローブに所望の電圧を印加するのが容易となる。

本発明の第２の態様は、
本発明の第１の態様の検査装置を用いて被検査体の電気的特性を検査する検査方法であって、
前記プローブを前記被検査体の電極に当接させる第一の工程と、
前記コンデンサを外部電源に接続された配線に導通させた状態で、前記コンデンサを充電する第二の工程と、
前記第二の工程の後に、前記コンデンサを前記少なくとも一対のプローブに導通させるように、前記切替え手段の状態を変更する第三の工程と、
を有する検査方法である。

この本発明の第２の態様によれば、プローブに所望の電圧を印加するのが容易となる。

本発明によれば、プローブに所望の電圧を印加するのが容易な検査装置、及びこれを用いてプローブに所望の電圧を印加するのが容易な検査方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、本発明の一実施例に係る検査装置１、及びこれを用いた検査方法について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る検査装置１の回路構成例である。検査装置１は、被検査体であるチップ４０のパッド（電極）４５に導通することによって電気的特性を検査するためのものであり、電源（テスタモジュール）３０から配線３５を介した電力供給を受けて動作する。

検査装置１は、少なくとも一対の（図１では一対のものとして表現した）プローブＡ、Ｂと、コンデンサ５と、リレー７と、を備える。リレー７は、コンデンサ５を、配線３５とプローブＡ、Ｂとのいずれに接続するかを切替え可能となっている。なお、リレー７の制御は自動的に行なわれてもよいし、手動でオン／オフが切替えられてもよい。

図２は、検査装置１、電源３０、及びチップ４０のハードウエア構成を模式的に示した図である。図２では、二対のプローブＡ、Ｂ、及びプローブＣ、Ｄを有するものとして表現した。二対のプローブＡ、Ｂ、及びプローブＣ、Ｄは、マイクロ構造のプローブカード１０に支持され、プローブカード１０内の回路に電気的に接続される。また、図２においては、配線３５の配線抵抗について例示している。各プローブの電流容量は、例えば数百［ｍＡ］程度である。

プローブカード１０は、パフォーマンスボード２０に機械的に取り付けられる。パフォーマンスボード２０は、例えばプリント基板上に所望の回路が形成された構成となっており、電源３０の制御等を行なうことが可能である。

コンデンサ５、及びリレー７は、プローブカード１０又はパフォーマンスボード２０に支持又は内蔵される。図３は、コンデンサ５、及びリレー７がパフォーマンスボード２０に支持又は内蔵された場合の構成例、及びその場合のコンデンサ５から各プローブまでの配線長、配線抵抗の例を示したものである。また、図４は、コンデンサ５、及びリレー７がプローブカード１０に支持又は内蔵された場合の構成例、及びその場合のコンデンサ５から各プローブまでの配線長、配線抵抗の例を示したものである。

以下、本実施例の検査装置１を用いた検査方法について説明する。図５は、本実施例の検査装置１により実行される検査方法を説明するための説明図である。本図において
まず、パッド４５に一対のプローブＡ、Ｂを軽く接触させる（Ｓ１００）。この際に、リレー７は、コンデンサ５を配線３５に接続させた状態となっている。

次に、例えばパフォーマンスボード２０からの指示によって電源３０を起動状態とし、コンデンサ５を充電（チャージアップ）する（Ｓ１１０）。なお、図５では、電源３０が起動状態となった際の供給電圧を＋Ｂ［Ｖ］と表記した。

そして、コンデンサ５が十分に充電されるのに必要な時間が経過した後に、コンデンサ５をプローブＡ、Ｂに接続するようにリレー７の状態を変更する（Ｓ１２０）。

これによって、パッド４５におけるプローブＡ、Ｂに接する二点間及びその周辺に、フリッティング現象が発生する。フリッティング現象とは、パッド４５の表面に形成された酸化膜等の絶縁被膜に印加される電位傾度が所定程度になると電流が流れて絶縁被膜が破壊される現象である。このような処理によってチップ４０のパッド４５等を傷つけることがなく、またプローブＡ、Ｂの寿命を延ばすことができる。

更に、本実施例の検査装置１では、コンデンサ５、及びリレー７が、プローブカード１０又はパフォーマンスボード２０に支持又は内蔵されるため、電源３０からプローブに直接電力を供給する場合に比して、電力源（コンデンサ５）から各プローブまでの配線長を短く、配線抵抗を小さくすることができる（図３〜５に例示した配線長、及び配線抵抗を参照）。この結果、電源３０供給電圧を微調節する等の制御が不要となり、プローブに所望の電圧を印加するのが容易である。

また、コンデンサ５の充電時間を十分にとれば、電源３０の供給電流をあまり大きくする必要がないため、装置設計の自由度を高めることができる。

パッド４５にフリッティング現象を生じさせると、プローブＡ、Ｂによってバッド４５との導通が確保される。その後、プローブＡ、Ｂを電力端子としてチップ４０の電気的特性を検査することができる。なお、フリッティング現象発生後の検査内容については、本発明の中核をなさないので詳細な説明を省略する。

以上説明した本実施例の検査装置１、及びこれを用いた本実施例の検査方法によれば、プローブに所望の電圧を印加するのが容易となる。

図６は、本実施例に係る検査装置１のより具体的な構成例、及び検査が行なわれる際の様子を示す図である。なお、本図においては、コンデンサ５、及びリレー７の図示を省略している。図示する如く、電源３０を内蔵するテスタ３７とパフォーマンスボード２０は、例えばポゴピンを介して接続される。パフォーマンスボード２０とプローブカード１０は、例えばポゴピンを介して接続される（本図ではプローブカード１０を１個有するものとした）。プローブＡ、Ｂは、プローブカード１０に支持されると共に、プローブカード１０内の回路に電気的に接続される。検査が開始されると、プローブＡ、Ｂは、チップ４０が有するパッド４５Ａ、４５Ｂに当接される。チップ４０は、チャック５０によって昇降制御される支持台５２に予め固定されている。

また、本実施例に係る検査装置１が二対以上のプローブを有する場合、コンデンサ５、及びリレー７は、以下のように配線されることが想定される。

図７は、検査装置１が三対のプローブＡ〜Ｆを有する場合の回路構成の一例である。本図の場合、図示する如く、コンデンサ５Ａ及びリレー７Ａ、コンデンサ５Ｂ及びリレー７Ｂ、コンデンサ５Ｃ及びリレー７Ｃが、プローブＡ及びＢ、プローブＣ及びＤ、プローブＥ及びＦにそれぞれ電力供給する。こうすれば、各コンデンサの容量を小さくすることができる。

図８は、検査装置１が三対のプローブＡ〜Ｆを有する場合の回路構成の他の例である。本図の場合、図示する如く、コンデンサ５及びリレー７が、プローブＡ及びＢ、プローブＣ及びＤ、プローブＥ及びＦにそれぞれ電力供給する。こうすれば、図７の例に比してコンデンサ５の容量を大きくする必要がある反面、プローブカード１０やパフォーマンスボード２０における部品実装面積を小さくすることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業、半導体製造業等に利用可能である。

本発明の一実施例に係る検査装置１の回路構成例である。 検査装置１、電源３０、及びチップ４０のハードウエア構成を模式的に示した図である。 コンデンサ５、及びリレー７がパフォーマンスボード２０に支持又は内蔵された場合の構成例、及びその場合のコンデンサ５から各プローブまでの配線長、配線抵抗の例を示したものである。 コンデンサ５、及びリレー７がプローブカード１０に支持又は内蔵された場合の構成例、及びその場合のコンデンサ５から各プローブまでの配線長、配線抵抗の例を示したものである。 本実施例の検査装置１により実行される検査方法を説明するための説明図である。 本実施例に係る検査装置１のより具体的な構成例、及び検査が行なわれる際の様子を示す図である。 検査装置１が三対のプローブＡ〜Ｆを有する場合の回路構成の一例である。 検査装置１が三対のプローブＡ〜Ｆを有する場合の回路構成の他の例である。

符号の説明

１ 検査装置
５ コンデンサ
７ リレー
１０ プローブカード
１２ カード補強板
１４Ａ、１４Ｂ セラミックガード
２０ パフォーマンスボード
３０ 電源
３５ 配線
３７ テスタ
４０ チップ
４５ パッド
５０ チャック
５２ 支持台
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ プローブ

Claims (2)

1. フリッティング現象を利用して被検査体の電気的特性を検査するための検査装置であって、
   プローブカードに接続された少なくとも一対のプローブと、
   コンデンサと、
   該コンデンサを、外部電源に接続された配線と前記少なくとも一対のプローブとのいずれに導通させるかを切替え可能な切替え手段と、を備え、
   前記コンデンサ及び前記切替え手段は、前記プローブカード又は前記プローブカードが取り付けられる基板に、支持又は内蔵され、
   前記切替え手段により前記コンデンサと前記少なくとも一対のプローブが導通させられた状態で、前記少なくとも一対のプローブへの電圧印加は前記コンデンサによってのみ行われることを特徴とする、
   検査装置。
2. 請求項１に記載の検査装置を用いて被検査体の電気的特性を検査する検査方法であって、
   前記少なくとも一対のプローブを前記被検査体の電極に当接させる第一の工程と、
   前記コンデンサを外部電源に接続された配線に導通させた状態で、前記コンデンサを充電する第二の工程と、
   前記第二の工程の後に、前記コンデンサを前記少なくとも一対のプローブに導通させるように、前記切替え手段の状態を変更する第三の工程と、
   を有する検査方法。

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