JPH0313752B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インテリジエントマルチプローブチ
ツプ特に改良型接点感知ケーパビリテイを有する
インテリジエントマルチプローブチツプに関する
ものである。

従来のインテリジエントマルチプローブチツプ
は1978年１月30日付Lee R.Reidの米国特許出願
第873564号号および1978年２月21日付Lee R.
ReidおよびCharles Ratliffの米国特許第879038
号に記載されている。

従来技術では小さな薄い圧電部材が大きな搭載
部材に固定されており、それにプローブチツプが
取付けられている。動作上プローブチツプに充分
な力が加わると圧電部材が電気信号を発生して搭
載部材を曲げ従つて圧電部材を曲げる。

前記発明は従来技術を実質的に改良しテストの
信頼性と精度に大巾に貢献しプローブによるワー
クピースの破損を著しく低減はするが、経済的に
製作可能で信頼度が向上し保守が少くなる簡単化
された構造が断続的に探究された。

従つてマルチプローブチツプを改良することが
本発明の一般的目的である。このようなチツプの
構造を簡単化することが本発明の別の目的であ
る。

このようなチツプの保守を少なくし信頼度を高
めることが本発明の別の目的である。

従つて本発明の一つの特徴に従いＬ型部材は基
本的に圧電部材で構成されていて組成構造とする
必要がなくなつている。

本発明の別の特徴により比較的簡単な金属化を
行つて前記Ｌ−型部材に沿つて電気的導体を提供
し製作を簡単化している。

本発明の別の特徴によりマルチプローブチツプ
は従来の方法例えばはんだ付けによりＬ型部材上
の金属化された一表面へ取付けられ、更に製作の
簡単化に貢献している。

本発明のもう一つの特徴により重責用途の応用
では探針が延在する点を隣接包囲する領域内の圧
電部材の小さな表面にエポキシ材料を当てて強度
を著しく増し壊れ易さを著しく減らしたり、チツ
プを除くアセンブリ全体にエポキシ材料を当てる
ことができる。

空間的に不要な内部電気的結合を生じ易い小さ
な幾可学的実施例では、圧電部材の適正な表面に
更に金属化を行いこのように金属化された部分を
接地して部材の適正部分を電気的に効果的に絶縁
することができる。

電子回路を形成する場合複数個のマトリクスも
しくはマイクロ回路を有する半導体薄片から集積
回路を製作すことできる。慣例的に各薄片は多数
の同タイプマイクロ回路の同じ繰返しマトリクス
を含んでいる。個々のユニツト即ち回路はしばし
ば集積回路チツプもしくは個別バーと呼ばれる。

最終処理および封止を行うに先立ち範片を所望
素子もしくはその組合せに分離する前に薄片即ち
ウエフア上の全集積回路のチツプの各回路をテス
トするのが慣例である。

各ウエフアの各マイクロ回路即ち集積回路は隣
接する回路ユニツトに対して所定の正確な関係で
配置されているため、被試験回路に対応する予め
選定された各点上にプローブを正確に配置できれ
ば回路をテストすることが可能である。こうして
例えばいずれか１個の集積回路部上のいくつかの
異なる回路を同時にテストすることが可能であ
る。

テスト順において薄片を破損することなく信頼
度の高いテストを行うためには克服しなければな
らない障害がいくつかある。探針が接続された支
持体を含むテストプーブを使用する際に経験する
困難さの一つは、接触時にプローブチツプの点が
半導体ウエフアの表面上にかき傷を作ることがあ
ることである。これは有効なＺ軸制御が行われな
いために生じる。本技術に習熟した人には明らか
なようにＺ軸はプローブチツプに対するチヤツク
の垂直運動により確立される方向である。特にＺ
軸制御は大型薄片の全表面にわたつて0.127mm
（５ミル）とすることができる薄片の反りを補し
て、ウエフアの接触点を決定しプローブチツプが
薄片を離れる時点即ち縁検出を決定するのに必要
である。

半導体薄片チツプのテストはカリフオルニア州
メンロパークのエレクトログラス社製のモデル
1034X等の多プローブ機械によつて行われる。マ
ルチプローブ機械は信号を注入して半導体薄片か
らテストデータを集める一連のデータプローブが
取付けられた印刷回路であるプローブカードを含
んでいる。従来技術に従つた方法は電気スイツチ
機構を有するデータプローブの形状であるプロー
ブカード上に縁センサを含んでいる。動作上従来
の縁センサはプローブチツプがシリコン薄片と接
触する時に電気的に開放するように作用する。こ
れはマルチプローブシステムによつて検出されテ
スト手順が継続される。チヤツク即ち半導体薄片
の支持ブロツクが垂直に移動してプローブチツプ
と接触して縁センサがそれを検出しないと、開放
状態は生ぜずマルチプローブシステムはインデク
ス手順を行つてデータプローブが次利の集積回路
チツプ上に来るように薄片を移動させる。従来の
縁センサは信頼度が低くチヤツク連続的に上向き
に移動してもプローブチツプ接触が確認されない
場合にマルチプローブシステムのダウンタイムが
著しく増大してチツプを破損させる。プローブチ
ツプが薄片と接触するチヤツクは更に0.0508〜
0.127mm（２〜５ミル）だけ余分に移動して酸化
物層を突きやぶつて能動回路素子と良好な電気的
接触を行う必要があり、この技術はスクラブイン
と呼ばれる。プローブと薄片の接触が確認されな
いと過剰移動は制御できずその結果プローブチツ
プが破損して過剰移動が大きくなり、チツプが破
損して機械のダウンタイムを生じる。

前記欠点を克服するため前記出願で提案がなさ
れた。それには可調整搭載部材が含まれている。
搭載部材上には接触チツプと圧電材の独立した小
領域が配置されている。動作上プローブチツプが
ワークピースと接触するとそれに小さいが有効な
力が加わり次にこれは搭載部材に加わる。搭載部
材の小さなゆがみがそれに取付けられた圧電材料
に対応するゆがみを生じ、それによつて非常に小
さいが検出可能な電圧が圧電材料によつて生じ、
この電圧はこのような電圧の存在を感知しそれに
従つてチヤツクを位置決めするのに使用される検
出回路へ接続される。これらの提案は有効であり
従来技術のプローブテスト装置を著しく進歩させ
たが、一層簡単化し製造コストを低減し、信頼度
を高め保守を少くすることが継続的に要望され
た。

第１図は鉛ジルコネートチタネート（PZT）
等の圧電材料からなる一般的にＬ型部材２を有す
るプローブアセンブリ１を示している。実施例に
おいてＬ型部材はおよそ0.508mm（20ミル）の厚
さで全高がおよそ6.985mm（275ミル）であり全幅
はおよび13.97mm（550ミル）である。Ｌの尾部の
垂直寸法はおよそ3.81mm（150ミル）であり下向
きに延在する部分の幅はおよそ3.81mm（150ミル）
であり、下向きに延在する部分の下面は水平から
および7゜の角で傾斜している。しかしながら本技
術に習熟した人にはこのような寸法はチツププロ
ーブを使用する特定装置によつて著しく変化し、
別の装置に関しては別の寸法が最適である。

プローブ自体は半導体薄片をテストする複数個
の同様なプローブと共にプローブカード即ち印刷
配線板へ接続されている。圧電材料の発生するＺ
軸信号はマルチプローブシステムの感知回路によ
つて確認され、検出器が半導体薄片の表面と接触
したことを表示し、マルチプローブシステムにチ
ヤツクサポートをＺ軸方向に更に一定距離だけ移
動させて全データプローブと適正なスクラブイン
を保証する。

本発明の実施例においてＬ型部材全体が圧電材
料で作られており、材料が通常静止状態にある時
非常に高い電気的抵抗を示してそれ自体すぐれた
絶縁搭載部材として働きその上に他の被覆部を付
着することができる。

Ｌ型部材２上には３個の電気的導体３，４，５
が配置されている。これらは銀もしくはエレクト
ロレスニツケル等の適正な材料の析出層であるこ
とが望ましい。圧電材料が高抵抗品質であるため
これらの金属化された領域は主部材２を介して互
いに有効に絶縁されている。

プローブチツプ６ははんだ付け等の適正な方法
により部材２の下向きに延在する部分の底面に沿
つた薄い金属化領域５へ導電的に取り付けられて
いる。探針自体は適正な弾性導電材で作られてお
り、それは本技術に習熟した人なら良く知つてい
ることである。

第１図には探針６と主部材２間に更に支持およ
び接続力を与える補強領域７も存在している。こ
の接続材はエポキシ等の適正な物質とすることが
できる。

前記したようにアセンブリ全体にエポキシ等の
適正な保護被覆を施すことができる。

更に金属化領域３，４，５に個々に作られた電
気的接続８，９，１０が図示されている。接続１
０は前記テスターの従来回路に接続されており、
それはチツプに対して電気量を供給および入手し
それがテスト装置により分析されて集積回路の動
作性を決定する。

接続８，９は信号の存在を感知しＺ軸チヤツク
の移行を制御する使用回路（図示せず）へ圧電材
料自体の発生する電気的信号を運ぶ。

更にプローブアセンブリ１は半導体薄片のテス
トに使用する複数個の同様なプローブと共に前記
テスト装置のプローブカード即ち印刷回路板へ接
続されており、使用回路の受信するＺ軸信号は検
出器プローブが半導体薄片の表面と接触したこと
を表示して、マルチプローブシステムがチヤツク
サポートを一定距離だけＺ軸に移動させその後全
データプローブ接触および適正スクラブインを保
証する。

従つて、半導体薄片と接触する探針６は２つの
機能を異す。第１に圧電材料に直接加える力によ
り前記圧電電圧を生じ導線８，９を介して使用回
路へ導通される。その後チヤツクが更に２〜５ミ
ル移動すると探針チツプが下側の集積回路上の適
正位置と電気的に接触して電気的量がそこへ導電
され探針自体と金属化部分５と導電体１０を介し
てそこから導電される。

本発明によりプローブチツプと半導体ウエフア
の接触に応答しておよそ350ｍＶの範囲の電圧が
出力端子８，９に発生する。本技術に習熟した人
にはお判りいただけることであるが、このような
電圧はそれを検出して従来の回路で使用するのに
充分である。

別の構造を第３図に示す。部材２の両側の対応
する位置に更に金属化部分１１が含まれているこ
とが判る。垂直配列が非常に小さく従つて容量性
となつたり、電圧間の他の結合が存在したり金属
化部分５や主圧電検出金属化部分３，４内の金属
化部分に加えられる実施例では、防護層１１を有
利に採用することができる。防護層１１は接地す
ると前記部分間のいかなる電位の結合をも低減も
しくは解消する。

本技術に習熟した人には本発明が特定実施例の
発明を示し、本発明の範囲内で他の材料や寸法を
容易に採用できることがお判りいただけることと
思う。例えば層３，４は主部材２の両側よりもむ
しろ片側に配置できる。

使用した用語や表現は説明用であつてそれに制
限されるものではなく、同等の他の用語を使用し
ても良いが、本発明の範囲内で採用できる同等品
や応用や修正は全て本発明に含まれるものとす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の側面図、第２図は第
１図の実施例の端面図、第３図は電気的絶縁を強
化するために更に金属化を行つたことを除いて第
１図と同様の図である。 参照符号の説明、１……プローブアセンブリ、
２……Ｌ型部材、３，４，５……電気的導体、６
……プローブチツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 集積回路に対するプローブチツプ接触力を圧
   電検出して集積回路をテストするためのプローブ
   アセンブリにおいて、 本質的に圧電材料からなるプローブチツプ支持
   体と、 前記支持体に固定された導電プローブチツプ
   と、 前記支持体により支持され前記プローブチツプ
   をテスト回路に接続する薄い電気導電層と、 間隔のとられた領域の前記支持体に接続されプ
   ローブチツプ接触力から誘導された圧電電圧を検
   出する電気的接続とを有することを特徴とするプ
   ローブアセンブリ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のプローブアセン
   ブリにおいて、前記支持体は変形Ｌ型であること
   を特徴とするプローブアセンブリ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のプローブアセン
   ブリにおいて、間隔のとれた領域の前記電気的接
   続は前記支持体の両側に配置された１対の析出金
   属領域を有することを特徴とするプローブアセン
   ブリ。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のプローブアセン
   ブリにおいて、更に前記支持体の両面に配置され
   た一対の析出金属領域を有する２つの電気的接続
   を含むことを特徴とするプローブアセンブリ。 ５ 特許請求の範囲第３項記載のプローブアセン
   ブリにおいて、更に前記支持体の両面に配置され
   た一対の析出金属領域を有する２つの電気的接続
   を含むことを特徴とするプローブアセンブリ。 ６ 集積回路をテストするプローブアセンブリに
   おいて、該プローブアセンブリは 本質的に高抵抗圧電材料からなるＬ型支持体
   と、 Ｌ型の低部の小さな表面上に析出された第１金
   属化領域と、 尖つたチツプを有する導電探針と、 前記探針を前記第１金属化領域に永久固定して
   導電関係で接続する装置と、 前記Ｌ型のもう一つの小さな表面上に析出され
   た第２の金属化領域を含み前記第１金属化領域に
   接続された装置と、 前記第２金属化領域に接続された第１外部電気
   的接続装置と、 前記支持体の主面部分に固定された第３金属化
   領域と、 前記支持体の主面の別の部分に固定され前記支
   持体を介して前記各他方の領域か絶縁されている
   第４金属化領域と、 夫々前記第３金属化領域と前記第４金属化領域
   に接続された第２、第３の外部電気的接続装置を
   有することを特徴とするプローブアセンブリ。