JPH03109749A - 集積回路装置の試験方法 - 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〕 本発明はプリンタの印字素子や表示パネルの画素の駆動
用のように同構成の出力回路が多数個組み込まれる集積
回路装置の試験方法に関する。

〔従来の技術〕

最近では集積回路装置により外部の負荷を直接駆動する
用途が増えており、とくに上述の印字素子や画素を駆動
する場合は１個の集積回路装置でこれらの負荷を多数個
駆動できるよう、最近の高集積化技術を利用して同構成
の出力回路が少なくとも数十個それらに共通な入力回路
とともに組み込まれる。かかる集積回路装置の量産時に
はもちろん試験を行なって良否を判定する必要があり、
よく知られているようにこの試験は自動試験装置を用い
て各チップに単離する前のウェハの状態で行なうのがふ
つうである。

この自動試験に当たっては、ウェハ内の各集積回路装置
を試験装置に順次接続して行く必要があり、このために
試験用プローブが用いられる。このプローブは多数の接
触子ふつうはニードルを備え、その先端を各集積回路装
置の接続バッドやバンブ電極等の入出力端子に接触させ
ることによりこれらを試験装置に接続できる。第２図は
かかる接続状態を示すものである。

第２図の中央部に示された方形の集積回路装置用チップ
１０内には入力回路１１と多数個の出力回路１２が組み
込まれており、入力回路１１はチップ１０の短辺に沿っ
て並んだ入力端子１３から入力信号等を受けてそれに応
じて各出力回路１２を制御する０例えばプリンタの印字
素子の駆動用の場合、入力信号として印字データが入力
端子１３から入力回路１１内のシフトレジスタに装荷さ
れ、このシフトレジスタの各段出力によりそれに対応す
る出力回路１２の出力状態が制御される。各出力回路１
２に対応して負荷駆動用の出力端子１４が設けられ、ふ
つうはチップ１０の２個の長辺に沿って配列される。

試験用プローブ３０はチップ１０の入出力端子１３およ
び１４に対応してニードルである接触子３１を多数個備
え、これらニードルの先端の入出力端子との接触状態が
図の上方から容易に確認できるように窓３４が明けられ
ている。各接触子３１は試験用プローブ３０の図示しな
い接続部を介して試験装置に接続され、１個の集積回路
チップ１０の試験終了後に図の上下左右方向に順次移動
される。

第３図はかかる接触子３１の入出力端子との接触子部の
拡大断面図である。同図（ａ）は端子がバンブ電極の場
合を示し、チップ１０のシリコン基板等の半導体領域１
の表面を覆う酸化膜２の上に配設されたアルミ等の配線
ｌ１１３の端部に接続するようにバンブ電極が設けられ
る０通例のように、窒化シリコン等の保護膜４に開口さ
れた窓部内に下地金属膜５を介してバンブ電極６用に金
等からなる金属電極が突設され、接触子３１の先端は図
のようにこのバンブ電極６の頂面に接触される。同図（
ト））は入出力端子が接続パッドの場合を示し、この場
合は保護１ＩＩ４に明けた窓部内に露出された配＆１Ｉ
ＷＡ３の端部により接続パッド７が形成され、接触子３
１の先端がこの接続パッド７に接触される。

なお、接触子３１（！ニジてのニードルには高弾性のタ
ングステン線等が用いられ、入出力端子との間に良好な
接続が得られるように、その先端部には金めつき等が施
され、かつ先端が端子と接触した状態で僅かに撓むよう
所定の圧力を試験用プローブ３０に掛けた状態で使用さ
れる。

〔発明が解決しようとする！Ｉ！！題〕ところが、最近
の高集積化技術の進展に伴い小形の半導体チップ内に多
数個の出力回路を組み込めるようになると、それに応じ
て出力端子数が増加するので試験用プローブ上に必要な
個数の接触子を並べ切れなくなって来ており、試験の方
から高集積化が制約される問題がある。

すなわち、最近の進歩した集積回路技術によれば数−角
の小形チップ内に１００個以上の出力回路を容易に集積
化でき、入出力端子用のバンプを極や接続パッドも３０
μ程度のサイズに小形化し５０ｎ程度の狭いピッチに配
列できる。しかし、接触子用のニードルには端子との間
に充分な接触圧力を掛は得る最低強度を持たせる必要が
あり、その先端は２０〜３０ｐｍ程度に細め得るが、高
弾性材料を用いても基部にはその約１０倍の２００〜３
００　ｎの太さを持たせる必要がある。このため接触子
を第２図のような単列配置のかわりに立体配置する工夫
をしても、その先端間ピッチ−を１００ｎ程度以下にす
ることは困難である。

二のように、試験プローブ上の接触子配列ピッチにより
高集積化が制約されている現状に鑑み、本発明はかかる
制約を受けない集積回路装置の試験方法を得ることを目
的とする。

〔！Ｉ題を解決するための手段〕

この目的は本発明によれば、多数個の出力回路とそれら
に共通な入力回路が組み込まれ各出力回路用の出力端子
と入力回路用と電源用の入力端子を備える集積回路装置
を試験するに当たり、各入力端子に個別に接触する個別
接触子と各出力端子に接触する突起を複数個相互に短絡
してなる共通接触子を備える試験用プローブを用い、入
力端子に個別接触子を介して試験内容に応じた電圧ない
し信号値を与えた状態で複数個の出力端子に接触する共
通接触子を介して取り出した信号値に基づいて試験をす
ることによって達成される。

なお、上記構成中の個別接触子には従来どおりニードル
を利用することができ、共通接触子には金属膜をフォト
エツチングして突起部と短絡部を形成したものを利用す
るのが有利である。

〔作用〕

本発明は試験対象である集積回路装置内に組み込まれた
多数個の出力回路が同構成の場合、それらを個別に試験
する必要は必ずしもな（、複数個の出力回路をまとめて
試験しても良否の判定をつけ得ることに着目したもので
、上記構成にいうように出力回路に対してはそれらの出
力端子に接触する突起を複数個短絡してなる共通接触子
を用いることにより、出力端子が狭いピッチで配列され
ている場合にも試験ができるようにし、さらには試験時
間を短縮できるようにしたものである。

しかし、このように複数個の出力回路をまとめて試験す
る際には、入力回路への入力信号や出力回路への電源電
圧はとくに正確に与えないし精密に制御可能にする必要
があるので、上記構成にいうように入力端子に対しては
個別に接触する個別接触子を用いる。かかる正確な入力
条件下で、短絡された出力端子から得られる電圧や電流
信号のアナログ値から良否判定を量産時に必要な程度の
精度で行なうことができる。

なお、本発明方法においてまとめて試験される出力回路
の個数すなわち共通接触子により短絡される出力端子数
は、必要とされる試験精度に応して選定されるが実用上
は例えば数〜ｌＯ個程度とするのが合理的である。これ
により、通常の規格や商用試験に規定されるいわゆる直
流特性や交流特性の良否を充分正確に判定でき、試験プ
ローブに共通接触子を配列する上では出力端子の配列ピ
ッチが数〜１０倍になったと等価になり、従って出力端
子の配列ピッチを大幅に縮小できる。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して本発明の実施例を具体的に説明
する。第１図（ａ）はウェハ２０内の１個の集積回路装
置用チップ１０の上に試験用プローブ３０を重ね合わせ
た状態の上面図であって、チップｌＯを図示するために
試験用プローブ３０がその一部を切り欠いた状態で示さ
れている。同図（ｂ）は第１図中の共通接触子３２の部
分の拡大断面図である。これらの図中の前に説明した第
２図に対応する部分には同じ符号が付されている。

第１図（ａ）に示された集積回路装置チップ１０は、共
通の入力回路１１．複数個の出力回路１２、その短辺に
沿って配列された入力端子１３．およびその２個の長辺
に沿って配列された出力端子１４がこれに組み込まれる
のは従来の第２図の場合と同じであるが、高集積化され
て出力回路１２とこれに対応する出力端子１４の組み込
み個数が従来の２倍以上の１００個以上である点が異な
っている０通例のように、このチップ１０はウェハ２０
内の図の上下左右方向に多数個並べて作り込まれている
。

この実施例では、出力端子１４のサイズは例えば２０〜
３０ｎ角で、その配列ピッチは３０〜５０ｐ程度とされ
る。容易に理解されるように、入力端子１３の個数は出
力回路数に関せず従来と同じで済み、そのサイズも従来
と同様に１００ｎ角以上に、その配列ピッチは１５０μ
以上とされる。なお、本発明におけるこれら入力端子１
３には入力回路１１への入力信号用のばか電源端子が含
まれているものとし、この実施例における入出力端子１
３と１４にはバンプ電極が用いられるものとする。

試験用プローブ３０は、その支承部３０ａを介して従来
と同じく図示しない自動試験装置の移動掻作および位置
決め用機構に取り付けられる印刷配線基板状のもので、
入力端子１３用の個別接触子３１゜出力端子１４用の共
通接触子３２．および自動試験装置と接続するための接
続導体３３を備え、その中央部分にチップｌＯを図の上
方から容易に確認できるように従来と同様なただし形状
がやや異なる窓３４が明けられている。

個別接触子３１には従来と同じくタングステン等からな
る高弾性のニードルが用いられ、それらの基部は試験用
プローブ３０に固定されて対応する接続導体３３とそれ
ぞれ接続され、窓３４内に位置するそれらの先端は入力
端子１３と同ピツチで配列される。かかるニードルの先
端を入力端子１３と接触させる要領は第３図と同じであ
る。共通接触子３２はこの実施例では６個の出力端子１
４ごとに設けられており、これに対応してそれぞれ６個
のこの例では円形断面の突起３２ａを備え、対応する接
続導体３３とそれぞれ接続される。

第１図（ｂ）にこの共通接触子３２の構造例とその出力
端子１４との接触状態を示す、この実施例での共通接触
子３２は、プラスチック等の絶縁材料からなる可撓性フ
ィルム４１と貼り合わされた銅等のごく薄い金属シート
に２回のフォトエツチングを施すことにより、この例で
は６個の突起３２ａとそれらを相互に短絡する短絡部３
２ｂを形成したもので、各突起３２ａのサイズおよび高
さは例えばそれぞれ１０〜２Ｏｎ程度に、短絡部３２ａ
の厚みも１０〜２０ＩＩＮ程度とされる。この共通接触
子３２には全体に金めつきを施して置くのが望ましい。

この可撓性フィルム４１に担持された共通接触子３２は
、シリコーンゴム等の柔らかなゴム弾性体４２を介して
試験用プローブ３０の本体４３である印刷配線基板等に
固定される。もちろん、突起３２ａは出力端子１４と同
じ配列ピッチで並べられており、試験用プローブ３０を
チップ１０に所定の圧力で押し付けた時、可撓性フィル
ム４１とゴム弾性体４２が適宜変形して突起３２ａと出
力端子１４の間に均一な導電接触状態が得られる。

試験に当たっては、試験プローブ３０をまずウェハ２０
内の特定のチップ１Ｇ上に置き、窓３４を介して位置を
確認しながらプローブを正確に位置決めした上て自動試
験装置の動作を開始させる。自動試験中、通例のように
試験プローブ３０は試験すべき各チップ１０上に順次移
動され、正確に位置決めされた後にチップ１０に所定圧
力で押し付けられる。

これにより、個別接触子３１が入力端子１３に、共通接
触子３２が出力端子１４にそれぞれ接続される。

この状態で入力端子１３に個別接触子３１を介して試験
の内容ないし項目に応じた電圧および入力信号を与え、
各共通接触子３２から複数個の出力回路１２の一括され
た出力信号を取り出し、本発明方法ではそれがもつアナ
ログ信号値からその試験内容に対応する特性の良否が自
動判定される。

なお、試験の内容とくに直流特性の試験項目によっては
、共通接触子３１側からも出力端子１４に所定の電圧や
電流を与え、それに対して出力回路１２が取る電流や電
圧を示す信号が同じ共通接触子３１から取り出される場
合もある。

また、交流特性ないしはディジタルな動作試験のため個
別接触子３１側からディジタルな入力信号を与えた場合
でも、本発明方法では共通接触子３１側から得られる信
号のアナログ値が意味をもち、それに基づく良否判定に
必要な試験精度が得られるように共通接触子３１により
短絡する出力端子１４の個数が選定される。この出力端
子の短絡個数を適切に選択することにより、集積回路装
置の量産時に行なうべき通常の規格や商用試験で規定さ
れる試験項目についての良否を本発明方法により充分な
精度で正確に判定できる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明方法では、各入力端子に個別
に接触する個別接触子と各出力端子に接触する突起を複
数個相互に短絡してなる共通接触子を備える試験用プロ
ーブを用い、入力端子に個別接触子を介して試験内容に
応じた入力信号を与えた状態で共通接触子から取り出し
た信号値に基づいて試験を行なうことにより、次の効果
を上げることができる。

（ａ）集積回路装置の出力端子数が多くて従来方法では
試験できない狭いピッチで配列されている場合にも、共
通接触子により複数個の出力端子を短絡した状態で試験
をすることができるので、試験上は出力端子の配列ピッ
チが数倍以上になったと等価になり、これを利用して集
積回路装置の出力端子の配列ピッチを従来の数分の１以
下に縮小することができる。

（ｂ）本発明方法では共通接触子から取られる信号のア
ナログ値を正確に評価できる精度を自動試験装置に持た
せる必要はあるが、複数個の出力端子からの信号を同時
処理できるので、従来よりも試験に要する時間を短縮し
て集積回路装置チップの良否判定の能率を向上できる。

このように本発明方法により、従来から試験プローブ上
の接触子配列ピッチにより集積回路装置の高集積化が制
約されていた問題点を解消して、かかる制約なしに高集
積化技術を生かすことができるようになり、かつ良否判
定試験の能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による集積回路装置の試験方法の実施例
を示す試験用プローブをウェハ上に置いた状態の上面図
および共通接触子部分の拡大断面図である。第２図以降
は従来技術に関し、第２図は集積回路装置チップの入出
力端子に試験用プローブの接触子を接触させた状態の上
面図、第３図は接触子の入出力端子との接触状態を示す
拡大断面図である。これらの図において、 ｌ：集積回路う作り込む半導体領域、２二酸化膜、３：
配線膜、４：保護膜、５：下地金属膜、６：バンプ電極
用金属、７：接続パッド、１０ｉ集積回路装置用チップ
、１１：入力回路、１２＋出力回路、１３：入力端子、
１４：出力端子、２０：ウェハ、３０：試験用プローブ
、３Ｇａ：試験用プローブの支承部、３１：個別接触子
ないしニードル、３２：共通接触子、３２ａ：共通接触
子の突起、３２ｂ：共通接触子の短絡部、３３：接続導
体、３４：窓、４１：可撓性フィルム、４２：ゴム弾性
体、４３：試験用ブロー第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数個の出力回路とそれらに共通な入力回路が組み込ま
   れ各出力回路用の出力端子と入力回路用および出力回路
   の電源用の入力端子を備える集積回路装置をチップに単
   離する前のウェハ状態で試験する方法であって、各入力
   端子に個別に接触する個別接触子と各出力端子に接触す
   る突起を複数個相互に短絡してなる共通接触子を備える
   試験用プローブを用い、入力端子に個別接触子を介して
   試験内容に応じた電圧ないし信号値を与えた状態で複数
   個の出力端子に接触する共通接触子を介して取り出した
   信号値に基づいて試験を行なうことを特徴とする集積回
   路装置の試験方法。