JPH02159742A - プローブカード及びプローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、−半導体ウェーハ上に形成されたＩＣ。

ＬＳＩ等の電子回路の特性を検査する際に用いられるプ
ローブカード及びプローブ装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体ウェーハ上に形成されたＩＣ，ＬＳＩ等の電子回
路の特性を検査する場合、検査される電子回路のボンデ
ィングパッドに検査用のプローブを当接させ、このプロ
ーブに所定の検査電圧を印加するなとして、そα−特特
性性検査することとしている。

この検査には、通常、カード状の基板にその基端部にて
プローブを固定したプローブカードが用いられる。プロ
ーブカードは、検査作業者によって、プローブ装置に装
着される。この装着の際に、プローブカードは、そのプ
ローブの位置が、半導体ウェーハ上に形成された電子回
路の外部接続用端子たるボンディングバットと水平方向
において一致するように位置調整される。そして、プロ
ーブカードを垂直方向下方に移動させて、プローブをボ
ンディングパッドに当接させ、これに所定の検査電圧を
印加するなどして検査対象たる電子回路の特性か検査で
きるようになっている。

この検査において、同一のプローブカードを用いて、繰
り返し検査していると、プローブの先端に金属酸化物等
か付着し、プローブとボンディングパット相互間におけ
る接触抵抗か増大し、被検査回路の電気特性の正確な測
定検査が出来なくなってしまうことがある。

この様な不具合を防止するため、プローブの当接回数を
管理して、正確な検査か出来なくなる前に、プローブ先
端の付着物を除去することが行われている。すなイつち
、プローブカードが装着されるプローブ装置に、特性検
査を行なった電子回路の数若しくは半導体ウェーハの枚
数をカウントし、これを記憶する記憶装置を設け、この
数値が所定の数に達したときに、適当な警告を検査作業
者に対してなし、プローブ先端の研磨を促すが、或いは
、プローブ装置に該警告に応じてプローブ先端の研磨を
自動的になす研磨機構を設けておき、プローブ先端の付
着物を取り除くこととしている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、従来は、検査の終了した電子回路あるい
はウェーハの数を記憶する記憶装置が、プローブカード
の装着されるプローブ装置に設けられていた。このため
、多品種少量生産時のように、検査対象の変更に応じて
プローブカードの交換が頻繁に行われるような場合には
、プローブ先端の研磨時期が到来するよりも先にプロー
ブカドを取り替えることとなって、記憶装置に記憶され
ている数値かまった（無意味なものとなってしまうこと
があり、プローブの当接回数の管理が出来な（なって、
プローブ先端の研磨時期が分がらなくなってしまうこと
があった。

また、プローブカードは、プローブの金属的疲労から来
る寿命を持っている。この寿命は、プローブの材質によ
っても異なるが、通常、プローブの当接回数にして数万
〜数十万回である。この寿命を越えると、プローブがへ
たるなどして正確な検査が出来なくなる。従って、プロ
ーブの当接回数は、その寿命をも考慮して管理されるこ
とが望ましい。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑み、プローブの研磨
時期やその寿命が分からなくなることがなく、プローブ
の研磨時期やその寿命を確実に管理し得るプローブカー
ド及びプローブ装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明によるプローブカー
ドにおいては、プローブカード自身に、そのプローブの
当接回数を記憶する記憶手段を設けたことを特徴として
いる。

また、本発明によるプローブ装置においては、プローブ
カードに設けられた記憶手段に記憶されているプローブ
の当接回数を読み取り、読み取った当接回数と、その後
プローブを電子回路のボンディングパッドに当接させた
回数とを合計し、その合計当接回数を記憶手段に記憶さ
せるように構成したことを特徴としている。

〔作用〕

このように構成することによって、プローブカード自身
にそのプローブの当接回数を記憶させておくことができ
るようになり、プローブの研磨時期やその寿命を確実に
管理できるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について第１図〜第６図を参照し
つつ、説明する。

第１図は、本発明によるプローブカードを下方から見た
斜視図である。

このプローブカードは、薄板状の基板１と、これに基端
部にて固定されるプローブ２と、プロブ２が検査対象の
ボンディングパッドに所定の圧力で当接したときに、そ
のことを示す当接信号を発するエツジセンサー３と、プ
ローブ２が検査対象に当接した回数を記憶する記憶手段
５とを備えている。

基板］には、その中心部に貫通孔１ａか開けられており
、この貫通孔１８周辺の下面に、プローブ２かその基端
部にて固定されている。プローブ２は、これが当接すべ
きボンディングパッド（図示せず）の数と同数設けられ
、その先端は、同一平面上に位置するように設けられて
いる。

また、エツジセンサー３もプローブ２と同様に、基板１
の下面に固定されている。

このエツジセンサー３を第２図に示す。エツジセンサー
３は、一種のスイッチであり、プローブ２が所定の圧力
で被検査回路のボンディングパッドに当接したとき、プ
ローブ２がその撓みによって支え３ａから離れ、オフ動
作するようになっている。

更に、第２図と異なるエツジセンサーを第３図に示す。

第３図に示したエツジセンサーは、プロブ２が所定の圧
力で被検査回路のボンディングパッドに当接したとき、
押え３ｂがプローブ２の撓みによって押し上げられ、支
え３ａから離れて、オフ動作するようになっている。な
お、プローブ２の押え３ｂとの接触部２ａは、絶縁被覆
されている。

基板１の下面には、第１図に示したように、プ０−ブ２
がボンディングパッドに当接した回数を記憶する記憶手
段５が設けられている。

第４図に、記憶手段５の一構成例を示す。記憶手段５は
、ＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）６、バックアッ
プ電源７及びインターフェース８から構成され、ＲＡＭ
６には、プローブカードの使用開始時からそのプローブ
カードが現在までに検査した回路の数（以下、総当接回
数と称す）、及び、前回のプローブ先端の研磨後に検査
した回路の数（以下、研磨後当接回数と称す）の２種類
の数値を少なくとも記憶できるようになっている。なお
、ＲＡＭ６としては、２００万程度の数値を２種類記憶
できれば良いので、３２ｂｉｔｘ２の記憶容量を有して
いれば十分て、例えば、３２ｂ　ｉ　ｔＲＡＭ　（東芝
Ｔ　Ｃ４０３９，、Ｂ　）を２個、あるいは、６４　ｂ
　ｉ　ｔ　ＲＡＭ　（モトローラＭＣ，Ｍｌ、４５０５
）を１個用いれば良い。バックアップ電源７は、後述す
るプローブ装置とＲＡＭ６の接続が断たれたときに、Ｒ
ＡＭ６内の記憶内容か消えてしまうことを防止するため
の電源である。インターフニス８は、後述するプローブ
装置とＲＡＭ６とを接続するコネクタである。

次に、本発明によるプローブ装置の概略構成を、第５図
に示す。図示したプローブ装置は、上述した本発明によ
るプローブカードを用いて、半導体ウェーハ上に形成さ
れたＩＣ，、ＬＳ、Ｉ等の電子回路の特性を検査するプ
ローブ装置である。

図示したプローブ装置は、プローブカードを保持する保
持装置１１と、検査す、べき半導体ウェーハ１．２を担
持して移動するステージ１３と、プロブ装置全体を制御
する制御系１５とから構成されている。制御系１５は、
保持装置１１やステージ１３の動作を制御する動作制御
部１６と、プローブ２からの電気信号を処理し、被検査
回路の電気特性を検査する回路検査部１７と、エツジセ
ンサー３からの当接信号及び記憶手段５の記憶内、容に
基づいてプローブ２の総当接回数及び研磨後当接回数を
管理する管理部１８とからなっている。

回路検査部１７は、被検査回路の特性が異常、であると
判断した場合に、警告ランプ２０を点滅させるなどして
、その異常を表示するようになっている。ここで、動作
制御部１６と回路検査部１７は、従来のプローブ装置の
ものと変わらないので、その説明は省略する。

第６図に、管理部］８の内部構成を示す。

管理部１８には、プローブ装置に装着されたプローブカ
ードの記憶手段がらその記憶内容（総当接口数及び研磨
後当接回数）を読み取る読取装置２１が設けられると共
に、記憶手段５の記憶内容を書き換える書込装置２２が
設けられている。読取装置２１は、ラッチ回路及びバッ
ファ回路を組み合わせることによって構成することがで
き、読取手段２１及び書込手段２２は、インターフニス
２３によってプローブカードの記憶手段と接続されてい
る。また、管理部１８には、エツジセンサー３からの当
接信号の入力回数を計数し、この計数値を読取装置２１
によって読み取られた総当接口数及び研磨後当接回数に
加算する計数部２５と、これらの加算結果から現在のプ
ローブの総当接回数若しくは研磨後当接回数が、所定数
に達したとき警告をなす警告部２６とが含まれている。

計数部２５は、エツジセンサー３からの当接信号をバッ
ファ２７を介して取り込み、これを計数するカウンタ２
８と、読取装置２１が読み取った総当接口数及び研磨後
当接回数を格納しておくレジスタ３０と、レジスタ３０
から総当接口数及び研磨後当接回数を読み出し、これら
にカウンタ２８のカウント値を加算する加算器３１と、
加算器３１の加算結果を格納するレジスタ３２とからな
っている。従って、加算器３１の加算結果が、最新の総
当接口数及び研磨後当接回数となる。

また、警告部２６は、キーボード３３から入力されるプ
ローブの寿命当接回数（以下、単に寿命と称す）及びプ
ローブ研磨から次の研磨までの間こ許されるプローブの
許容当接回数（以下、研磨寿命と称す）をインターフェ
ース３５を介して格納しておくレジスタ３６と、レジス
タ３６から読み出した研磨寿命と加算器３１の加算結果
たる研磨後当接回数とを比較すると共に、レジスタ３６
から読み出したプローブの寿命と加算器３１の加算結果
たる総当接口数とを比較する比較器３７と、比較器３１
の比較結果に応して警告ランプ３８ａ若しくは３８ｂ（
第５図に示す）を点灯させる警告手段４０とからなって
いる。

次に、上述の如くに構成された、プローブ装置の動作に
ついて説明する。

作業者によって、上述したプローブカードが保持装置１
１に装着されると、読取装置２１は、プローブカードの
記憶手段５から、そこに記憶されている総当接口数及び
研磨後当接回数を読み出す。

そして、計数部２５は、回路の検査をする度に、この２
種類の数値に１を加算し、その数値を加算器３］内に保
持する。加算器３１の加算結果とプローブの寿命及び研
磨寿命とは、警告部２６の比較器３７によって比較され
る。なお、プローブの寿命及び研磨寿命は、予め作業者
によってキーボード３３から入力されている。

比較器３７が加算器３１の加算結果たる研磨後当接回数
と研磨寿命とが一致したと判断した場合には、警告手段
４０は、プローブ装置の動作を停止させると共に、警告
ランプ３８ａを点灯させて、作業者に対してプローブ先
端の研磨時期が到来したことを知らせ、プローブ先端の
研磨を促す。研磨時期の到来を作業者に知らせる手段と
しては、ブザー（図示せず）の警報音によることとして
も良い。また、プローブ装置にプローブ先端の研磨を行
う研磨機構を付設しておき、警告ランプ３８ａの点灯と
同時に自動的にプローブ先端の研磨をさせることとして
も良い。研磨実行後、加算器３１内に保持されている研
磨後当接回数はＯにリセットされる。このリセットは、
研磨後に作業者がリセットボタン（図示せず）を押すこ
とによって、若しくは、自動研磨機構が研磨を終了した
後自動的に、なされるようになっている。

また、比較器３７が加算器３１の加算結果たる総当接口
数と寿命とが一致したと判断した場合には、警告手段４
０は、プローブ装置の動作を停止させると共に、警告ラ
ンプ３８ｂを点灯させて、作業者に対してプローブの寿
命（取替時期）が到来したことを知らせ、プローブカー
ドの取り替えを促す。寿命の到来を作業者に知らせる手
段としては、ブザー（図示せず）の警報音によることと
しても良い。但し、この寿命を知らせる警告は、上述し
たプローブ先端の研磨時期が到来したことを知らせる警
報と区別できるように、警告ランプの色を変えたり、ブ
ザーの音色を変えておくことが望ましい。プローブカー
ド取替後、加算器３１内に保持されている総当接回数は
０にリセッＩ・される。このリセットは、プローブカー
ド取替後に作業者かりセットボタン（図示せず）を押す
ことによって、若しくは、新しいプローブカードが保持
手段］１に保持されたときに自動的になされるようにな
っている。

プローブカードが取り替えられると、このプロブカード
の記憶手段５に記憶されている記憶内容が読み出され、
上述の動作が繰り返される。なお、未使用のプローブカ
ードが装着された場合には、その記憶手段５に記憶され
ている研磨後当接回数及び総当接回数は、共に０である
。

検査終了後、プローブカードの記憶手段５の記↑だ内容
は、書込装置２２によって加算器３１が最終的に保持し
ている総当接回数及び研磨後当接回数に書き換えられる
ようになっている。従って、プローブカードがプローブ
装置から取り外されるときには、その記憶手段５には最
新の総当接回数及び研磨後当接回数が記憶される。

また、記憶手段５の記憶内容を、順次加算される総当接
回数及び研磨後当接回数に、その加算の都度、書き換え
ることも可能である。

上述した実施例においては、プローブカードに設けられ
る記憶手段５として、ＲＡＭを用いているが、この代わ
りに基板１の表面に磁気テープを貼着してもよい。また
、記憶手段５として、０〜９の数字が外側面に表示され
た複数のドラムを備えた機械的なカウンタ（図示せず）
を設け、総当接回数及び研磨後当接回数を表示させるこ
ととしても良い。この場合には、このカウンタに表示さ
れた総当接回数及び研磨後当接回数は、作業者によって
キーボード３３から入力される。

更に、プローブカードを構成する基板１に回路検査を例
えば１００回行う毎に、小孔（図示せず）を穿設し、こ
の小孔をもって記憶手段に代えることも可能である。こ
の場合には、保持手段１１にフォトカプラ（図示せず）
を設け、この小孔の数をフォトカプラによって検出する
ことにより、総当接回数及び研磨後当接回数を１００回
を単位として読み出すことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によるプローブカドにおい
ては、プローブカード自身に、そのプローブの当接回数
を記憶する記憶手段を設けているので、プローブカード
自身にそのプローブの当接回数を記憶させておくことが
できるようになり、プローブの研磨時期やその寿命を確
実に管理できるようになる。なお、記憶手段は、高価な
プローブカードに比べ非常に安価に構成できるので、多
品種少量生産時にプローブの当接回数を管理できすに寿
命いっばいまでプローブカードを使い切ることができな
かった従来に比べ、安価な記憶手段の付加によって、寿
命いっばいまで高価なプローブカードを使い切ることが
できるようになり、経済性に優れる。

また、本発明によるプローブ装置においては、プローブ
カードに設けられた記憶手段に記憶されているプローブ
の当接回数を読み取り、読み取った当接回数と、その後
プローブを電子回路のボンディングパッドに当接させた
回数とを合計し、その合計当接回数を記憶手段に記憶さ
せるように構成されているので、プローブカード自身に
そのプローブの最新の当接回数を記憶させておくことが
できるようになり、プローブの研磨時期やその寿命を確
実に管理できるようになる。

更に、プローブの研磨時期やその寿命を管理し、該研磨
時期や寿命の到来を作業者に対して警告することによっ
て、プローブ先端の金属酸化物による汚染やプローブの
金属疲労などを原因としたプローブ先端とボンディング
パッドの間の接触抵抗の増大や接触不良を未然に防止で
き、回路特性の誤測を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるプローブカードの一実施例を示
した斜視図、第２図及び第３図は、本発明によるプロー
ブカードに使用するエツジセンサーを示した部分斜視図
、第４図は、本発明によるプローブカードの記憶手段の
ブロック図、第５図は、本発明によるプローブ装置の一
実施例を示した概略構成図、第６図は、本発明によるプ
ローブ装置のプローブ当接回数を管理する管理部のブロ
ック図である。 ］・・基板、２・・・プローブ、３・・・エツジセンサ
ー５・・・記憶手段、１１・・・保持手段、１３・・・
ステージ、］８・・管理部、２１・・・読取装置、２２
・・・書込装置、２５・・・計数部、２６・・・警告部
、３８ａ、３８ｂ・・・警告ランプ。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　良否用　　芳　　樹畜己・Ｈ町・ｊ
屹雇乏 第４留

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄板状の基板と、基端部にて前記基板に固定され、
   先端にて半導体ウェーハ上に形成された電子回路のボン
   ディングパッドに当接させられるプローブとを備えたプ
   ローブカードであって、前記プローブが前記ボンディン
   グパッドと当接させられた当接回数を記憶する記憶手段
   を備えたことを特徴とするプローブカード。 ２、前記記憶手段は、少なくとも２種類の前記当接回数
   を記憶することを特徴とする請求項１記載のプローブカ
   ード。 ３、前記プローブが前記ボンディングパッドに当接させ
   られたとき、そのことを示す当接信号を発する当接信号
   発生手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載
   のプローブカード。 ４、前記半導体ウェーハを保持すると共に、請求項１、
   ２又は３記載のプローブカードを保持し、前記プローブ
   を前記ボンディングパッドに当接させて、前記電子回路
   の特性を検査するプローブ装置であって、前記記憶手段
   に記憶された当接回数を読み取る読取装置と、読み取っ
   た当接回数と前記プローブを前記ボンディングパッドに
   当接させた回数との合計当接回数を前記記憶手段に記憶
   させる書込手段とを備えたことを特徴とするプローブ装
   置。 ５、前記読取装置が読み取った当接回数と、前記プロー
   ブを前記ボンディングパッドに当接させた回数との合計
   当接回数が、所定回数に達したとき警告信号を発する警
   告信号発生手段を有することを特徴とする請求項４記載
   のプローブ装置。 ６、前記プローブの先端を研磨する研磨機構を有し、前
   記研磨機構は、前記警告信号に応じて前記プローブの先
   端を研磨することを特徴とする請求項５記載のプローブ
   装置。