JP2000206149A - プロ―ブカ―ドおよび被検査体の電気特性検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プローブ針の先端に被検査体の電極パッドの
材料が癒着したり、プローブ針の先端側が酸化する等の
不具合を生じさせることなく、被検査体の電気特性検査
を精度良く行えるようにする。 【解決手段】 プローブカード１は、基板２と、基板２
に支持された状態でプローブカード１から下方に延びた
プローブ針３とを備え、プローブ針３の先端を被検査体
の電極パッドに接触させて被検査体の電気特性を検査す
るものにおいて、プローブ針３の先端側表面を常時被覆
するように被覆液をプローブ針３に供給する供給部４を
備えて構成されている。その被覆液は、非導電性である
とともに検査雰囲気にて不揮発性でありかつ被検査体を
腐食しない液体からなる。また検査にあたっては、被覆
液でプローブ針の先端側表面を被覆しつつその先端を被
検査体の電極パッドに接触させて被検査体の電気特性検
査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブカードお
よび被検査体の電気特性方法に関し、詳細には集積回路
が形成された半導体ウエハ（以下、ウエハと記す）等か
らなる被検査体の電気特性を検査するプローブ装置に備
えられるプローブカードおよびその検査に適用される被
検査体の電気特性方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＬＳＩ等の半導体装置の製造工
程では、ウエハプロセスが終了してウエハに複数のＩＣ
チップ等が形成された後、プローバーとも呼ばれるプロ
ーブ装置を用い、ウエハ状態のままで各チップの電気特
性を検査することが行われている。

【０００３】プローブ装置は、基板と、基板に支持され
て被検査体であるウエハの各チップの電極パッドに先端
を接触させる複数本のプローブ針（測定針）とを有した
プローブカードを備えて構成されたものである。プロー
ブカードとしては、例えばタングステンやベリリウム等
の材料で形成されたプローブ針が、例えば基板から斜め
下方（横針式）や真下に延びた（垂直針式）状態に設け
られたものが知られている。

【０００４】このようなプローブカードを備えたプロー
ブ装置を用いて各チップの電気特性を検査するにあたっ
ては、ウエハ状態のままで各チップの電極パッドにプロ
ーブ針の先端を接触させ、プローブカードを介してプロ
ーブ装置本体に設けられている検査回路と各チップとを
接続し、この検査回路から各チップに所定の電流を流
す。このことにより、各チップの電気特性が検査され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブカードでは、プローブ針が常時大気にさらされ
ている状態であるとともに、検査時にはプローブ針とチ
ップの電極パッドとの接触部分に常時電流が流されてい
る状態となるため、プローブ針の先端側や上記の接触部
分が酸化され易く、またチップの電極パッドの材料（例
えばアルミニウム）がプローブ針の先端に癒着する等の
不具合が生じる。このような不具合は、接触抵抗を高く
して接触不良を発生させる等、様々な電気特性検査異常
を引き起こす要因となる。

【０００６】よって、プローブ針の先端側を研磨すると
いったクリーニングを頻繁に行わなければならず、メン
テナンスが煩雑であり、プローブ針の寿命も短いのが現
状となっている。以上のことから、プローブ針の先端に
チップの電極パッドの材料が癒着したり、プローブ針の
先端側が酸化する等の不具合を生じさせることなく、チ
ップの電気特性検査を精度良く行える技術の開発が切望
されている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために本発明に係るプローブカードは、基板と、この
基板に支持された状態でプローブカードから下方に延び
たプローブ針とを備え、プローブ針の先端を被検査体の
電極パッドに接触させて被検査体の電気特性を検査する
ためのものにおいて、プローブ針の先端側表面を常時被
覆するように被覆液をプローブ針に供給する供給部を備
え、その被覆液が、非導電性であるとともに、検査雰囲
気にて不揮発性であり、かつ被検査体を腐食しない液体
からなる構成となっている。

【０００８】また本発明に係る被検査体の電気特性検査
方法は、上記発明と同様の被覆液で、プローブ針の先端
側表面を被覆しつつその先端を被検査体の電極パッドに
接触させて被検査体の電気特性検査を行うようになって
いる。

【０００９】本発明のプローブカードでは、プローブ針
の先端側表面を常時被覆するように、非導電性であると
ともに検査雰囲気にて不揮発性であり、かつ被検査体を
腐食しない被覆液をプローブ針に供給する供給部を備え
ているため、常にプローブ針の先端側が大気にさらされ
ていない状態となっている。よって、検査時およびその
前後にてプローブ針の先端側の酸化が起きることがな
い。またプローブ針の先端側が被覆液で被覆されている
ため、検査時には、プローブ針の先端と被検査体の電極
パッドとの接触部分の周囲も被覆液で覆われた状態にな
る。よって、この接触部分においても酸化が起きず、ま
た電極パッドを構成する例えばアルミニウム等の材料が
プローブ針の先端に癒着することが防止される。

【００１０】また本発明の被検査体の電気特性検査方法
では、上記発明のプローブカードにおける被覆液と同様
の被覆液で、プローブ針の先端側表面を被覆しつつその
先端を被検査体の電極パッドに接触させて被検査体の電
気特性検査を行うため、プローブ針の先端と被検査体の
電極パッドとの接触部分の周囲も被覆液で覆われた状態
で検査が実施される。したがって、プローブ針の先端側
とともに、プローブ針の先端と電極パッドとの接触部分
を酸化させることなく、かつ電極パッドの構成材料がプ
ローブ針の先端に癒着するのを抑えつつ被検査体の電気
特性検査を行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプローブカー
ドおよび被検査体の電気特性検査方法の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係るプローブカー
ドの一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１におけ
るＡ−Ａ線矢視断面図である。また図３は図２における
Ｂ部分の拡大図である。

【００１２】このプローブカード１は、被検査体である
ウエハに形成されているＩＣチップ等の電気特性検査工
程で用いられるプローブ装置に備えられるものであり、
横針式のものからある。図１〜図３に示すように、略中
央に開口２ａを有する円盤状の基板２と、この基板２に
支持された複数本のプローブ針３…と、各プローブ針３
の先端側表面を常時被覆するように被覆液５をプローブ
針３に供給する供給部４と、を備えて構成されている。

【００１３】基板２は、プローブ装置本体（図示略）の
検査回路に接続される所定の導体パターン（図示略）が
形成されたものである。また各プローブ針３は、その一
端側が基板２の導体パターンに接続された状態で基板２
の開口２ａ周縁に例えば樹脂等の絶縁性の固定材６で固
定されて支持されている。これとともに、開口２ａの周
縁から開口２ａの略中央の下方に向けて斜めに延びて、
他端側である先端側が開口２ａの略中央の下方に集まっ
た状態に設けられている。さらにプローブ針３は、さら
に先端近傍が略垂直に下向きに折れ曲がった状態に形成
されている。

【００１４】供給部４は、本実施形態において例えば被
覆液５がしみ込んだ状態に被覆液を含むスポンジ部４ａ
を備えて構成されている。本実施形態においてスポンジ
部４ａは、基板２の開口２ａの周縁全体に亘って取り付
けられている。そして、各プローブ針３は、スポンジ部
４ａに挿通された状態で基板２に支持されている。つま
り、プローブ針３はスポンジ部４ａから突き出た部分で
ある先端側が外部に露出しており、この先端側が斜め下
方に延びて設けられていることから、先端側の表面全体
がスポンジ部４ａに含ませてある被覆液５で覆われた状
態となっている。

【００１５】このようなスポンジ部４ａに含せてある被
覆液５は、非導電性であるとともに、検査雰囲気にて不
揮発性であり、かつ被検査体を腐食しない液体であれ
ば、種々の液体を採用することができる。そのような液
体としては、例えば、防酸化剤や接点復活剤等として使
用される第３石油類の材料が挙げられる。ここで、第３
石油類とは、重油およびクレオソート油の他、２０℃で
液状であるもので、引火点が７０℃以上２００℃未満の
ものであるが、検査済のウエハから容易に除去可能なも
のが好適である。

【００１６】スポンジ部４ａへの被覆液５の供給は、ス
ポイト等を使用して手動で行う。あるいは、被覆液が満
たされた容器に供給ポンプ等を介してチューブを接続
し、供給ポンプの駆動を制御する制御手段によってチュ
ーブの先端からスポンジ部４ａに被覆液５の供給が自動
的になされるようにしてもよい。いずれの供給手段によ
っても、プローブ針３の先端側が常時、被覆液５で覆わ
れた状態となるように、スポンジ部４ａに被覆液５を供
給することが重要である。

【００１７】次に、このようなプローブカード１を備え
たプローブ装置によるウエハの各チップの電気特性検査
に基づき、本発明に係る被検査体の電気特性検査方法の
一実施形態を説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、実施形
態に係るウエハの各チップの電気特性検査方法を工程順
に説明するための要部断面図である。

【００１８】ウエハ７の各チップの電気特性検査を行う
にあたっては、まずプローブ装置にてプローブカード１
の下方に設置された図示しない載置台上にウエハ７を載
置し、図４（ａ）に示すようにウエハ７に設けられてい
る各チップの例えばアルミニウムからなる電極パッド７
ａを、対応するプローブ針３の先端のほぼ真下に位置さ
せる。この検査前の状態において、プローブ針３の先端
側の表面全体は、供給部４により被覆液５で覆われてい
る状態となっている。よって、大気にさらされていない
状態であるため、プローブ針３の先端側に酸化が起きる
ことがない。

【００１９】次に、載置台をプローブカード１に向けて
上昇させ、図４（ｂ）に示すごとくプローブ針３の先端
をウエハ７の電極パッド７ａに接触させることにより、
プローブカード１を介してプローブ装置本体に設けられ
ている検査回路と各チップの電極パッド７ａとを接続
し、この検査回路から各チップに所定の電流を流して電
気特性を検査する。

【００２０】プローブ針３の先端がウエハ７の電極パッ
ド７ａに接触する直前までは、プローブ針３の先端側も
被覆液５で覆われているが、被覆液５は液体であること
から電極パッド７ａにプローブ針３の先端を接触させた
時点で周囲に逃れる状態になる。よって、電極パッド７
ａとプローブ針３とを確実に導通させることができる。
また、検査時においても、プローブ針３の先端側の表面
全体が供給部４により被覆液５で覆われて大気にさらさ
れていない状態となっている。したがって、プローブ針
３の表面を被覆液５で覆って酸化を防止しつつ電気特性
の検査を行うことになる。

【００２１】またプローブ針３の表面を覆う被覆液５
は、プローブ針３の先端からウエハ７の電極パッド７ａ
へと伝わり、これによってプローブ針３の先端と電極パ
ッド７ａとの接触部分の周囲も被覆液５が覆う状態にな
る。よって、この接触部分においても酸化が起きず、ま
た電極パッド７ａを構成する例えばアルミニウム等の材
料がプローブ針３の先端に癒着するのを防止できる。

【００２２】検査終了後は、載置台を下降させ、図４
（ｃ）に示すごとくプローブ針３の先端とウエハ７の電
極パッド７ａとの接触を解除する。このとき、プローブ
針３の先端は直ぐに被覆液５で覆われて大気にさらされ
ないため、酸化を防止することができる。なお、検査終
了後の電極パッド７ａ上には、プローブ針３から伝った
被覆液５が微量に残留するため、この被覆液５を除去す
べくウエハ７を洗浄する。以上の工程によってウエハ７
の各チップの電気特性検査が終了する。

【００２３】このように本実施形態のプローブカード１
では、非導電性であるとともに検査雰囲気にて不揮発性
であり、かつ被検査体を腐食しない被覆液５をプローブ
針３に供給してプローブ針３の先端側の表面全体を被覆
液５で被覆する供給部４を備えているため、検査時およ
びその前後にてプローブ針３の先端側の酸化を防止でき
る。また、プローブ針３の先端とウエハ７の電極パッド
７ａとの接触部分の周囲を被覆液５で覆って酸化等を防
止しつつウエハ７の各チップの電気特性検査を行う上記
実施形態の方法を実施できる。

【００２４】よって本実施形態のプローブカード１およ
び電気特性検査方法によれば、プローブ針３の先端側の
酸化や、電極パッド７ａを構成する例えばアルミニウム
等の材料がプローブ針３の先端に癒着することを防止で
きるので、これらに起因して接触抵抗が上昇し、接触不
良が発生することを防止できる。したがって、様々な電
気特性検査異常の発生を防ぐことができることとなり、
電気的特性検査の精度を向上することができる。

【００２５】また、プローブ針３の先端を研磨するとい
ったクリーニングの回数を大幅に削減できることから、
メンテナンスを簡略化でき、プローブ針３の寿命も長く
なる。したがって、検査工程に要するコストの低減も図
ることができる。

【００２６】なお、本実施形態では、被覆液として第３
石油類を用いたが、上述したように非導電性であるとと
もに検査雰囲気にて不揮発性であり、かつ被検査体を腐
食しない液体で構成されていればよく、第３石油類に限
定されないのは言うまでもない。

【００２７】また本実施形態では横針式のプローブカー
ドに本発明を適用した例を述べたが、プローブ針が垂直
に設けられた垂直針式のプローブカードにも本発明を適
用可能であるのはもちろんである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るプロー
ブカードによれば、プローブ針の先端側表面を常時被覆
するように被覆液をプローブ針に供給する供給部を備え
た構成としているため、検査時およびその前後にてプロ
ーブ針の先端側の酸化を防止できる。また検査時にて、
プローブ針の先端と被検査体の電極パッドとの接触部分
の周囲も被覆液で覆えるため、この接触部分での酸化や
電極パッドを構成する材料のプローブ針の先端への癒着
を防止できる。したがって、様々な電気特性検査異常の
発生を防ぐことができて電気的特性検査の精度を向上す
ることができる。また、プローブ針の先端側のクリーニ
ングの回数を大幅に削減できることから、メンテナンス
を簡略化でき、プローブ針の寿命も長くなるため、検査
工程に要する時間の短縮およびコストの低減も図ること
ができる。

【００２９】また本発明の被検査体の電気特性検査方法
では、被覆液でプローブ針の先端側表面を被覆しつつそ
の先端を被検査体の電極パッドに接触させて被検査体の
電気特性検査を行い、プローブ針の先端と被検査体の電
極パッドとの接触部分の周囲も被覆液で覆われた状態で
検査を行うようにしたので、プローブ針の先端側ととも
に、プローブ針の先端と電極パッドとの接触部分を酸化
させることなく、かつ電極パッドの構成材料がプローブ
針の先端に癒着するのを抑えつつ電気特性検査を行うこ
とができる。したがって、上記発明と同様に、電気的特
性検査の精度を向上することができるとともに、メンテ
ナンスを簡略化でき、プローブ針も長寿命化できる効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプローブカードの一実施形態を示
す斜視図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】図２におけるＢ部分の拡大図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る被検査体の電気
特性検査方法の一実施形態を工程順に説明するための要
部断面図である。

【符号の説明】

１…プローブカード、２…基板、３…プローブ針、４…
供給部、４ａ…スポンジ部、５…被覆液、７…ウエハ、
７ａ…電極パッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、該基板に支持された状態で基板
   から下方に延びたプローブ針とを備え、このプローブ針
   の先端を被検査体に設けられた電極パッドに接触させて
   被検査体の電気特性を検査するためのプローブカードに
   おいて、 前記プローブ針の先端側表面を常時被覆するように被覆
   液をプローブ針に供給する供給部を備え、 前記被覆液は、非導電性であるとともに、検査雰囲気に
   てにて不揮発性であり、かつ被検査体を腐食しない液体
   からなることを特徴とするプローブカード。
2. 【請求項２】 前記供給部は、前記被覆液を含むスポン
   ジ部を備え、 前記プローブ針は、前記スポンジ部に挿通された状態で
   前記基板に支持されてなることを特徴とする請求項１記
   載のプローブカード。
3. 【請求項３】 前記被覆液は、第３石油類の材料からな
   ることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
4. 【請求項４】 非導電性であるとともに検査雰囲気にて
   不揮発性であり、かつ被検査体を腐食しない被覆液で、
   プローブ針の先端側表面を被覆しつつその先端を被検査
   体の電極パッドに接触させて被検査体の電気特性検査を
   行うことを特徴とする被検査体の電気特性検査方法。