JPS6377129A - プロ−ブカ−ド - 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、多数の半導体チップが配列されたウェーハの
電気的な特性試験に用いられるプローブカードに関する
ものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、Ｓｅ＋５ｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒ　Ｗｏｒｌｄ　、旦［８］（１９８４−
１３）、（株）プレスジャーナル「ウェーハプロービン
グマシンの動向Ｊ　Ｐ、８０−９８に記載されるものが
あった。以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は従来のプローブカードの一構成例を示す平面図
である。図において１はプローブカードで、このプロー
ブカード１は中央に開口部２ａを有する基板２と、この
基板下面の開口部２ａに沿って固着された環状の取付部
材３と、一端が取付部材３に固定され他端が開口部２ａ
の中心に向って下方向へ傾斜して延びる複数本のプロー
ブ針（プローブニードル）４とで構成されている。この
種のプローブカードｌは、現在２００ピン前後のものが
実用化されている。

プローブカード１を搭載するウェーハブロービング装置
は、図示されていないが、各プローブ針４に接続された
測定信号線ケーブル、このケーブルに接続されたウェー
ハテスタ部、及びプロービング（電気的特性試験）に関
するその他の制御を行うコントローラより構成されてい
る。

なお、第２図中、１０は測定されるべきウェーハであり
、このウェーハ１０には複数の外部電極１１ａを有する
半導体チップ１１が多数、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に配
列されている。

次に、プローブカードｌを用いたウェーハ１０のプロー
ビング方法について説明する。

まず、測定対象となるウェーハ１０中の半導体チップ外
部電極１１ａに対するプローブ針４の位置合せを行ない
、その後プローブカードｌを降下させて１ピン当り１ｇ
程度の針圧を加え、プローブ針４を外部電極１１ａに接
触させる。これにより測定信号線ケーブルを介して半導
体チップ１１とウェーハテスタ部とが電気的に接続され
るので。

テストを行なう、テストにより半導体チップ１１が不良
と判定されると、インクあるいはレーザ光等で不良マー
ク１２が付される０次に、プローブカード１はＸ軸方向
あるいはＹ軸方向の隣の半導体チップ１１へ移動し、同
様のテストを繰り返す。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成のプローブカードでは１次のよ
うな問題点があった。

近年、半導体チップ１１の全面にマトリクス状に多数の
バンプ（外部電極）を突設したフリップチップ形半導体
チップが種々提案されている。この種の半導体チップに
おけるバンブ間ピッチの縮小化が進んだ場合、従来のプ
ローブカードでブロービングを行なおうとすると、プロ
ーブ針の本数を増し、幾重にも重ねることが必要となる
。これはプローブカードｌのコスト高につながると共に
、マトリクスにした場合に現状ではそのプローブ針量ピ
ッチが３００　ｇ　ｍ程度以下になると、技術的にプロ
ーブカードの作成が困難になる。また、プローブ針の密
度が高くなると、そのプローブ針越しに被測定物である
半導体チップのバンプが見えなくなり、プローブ針の位
置合せが困難になるという問題点があった。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、半導
体チップにおけるマトリクス状のバンプ間ピッチの縮小
化によりプローブカードの作成が困難になると共に、プ
ローブの位置合せが困難になる点について解決したプロ
ーブカードを提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、フリップチップ
形半導体チップ等の特性選別に用いるプローブカードに
おいて、このプローブカードを少なくとも、配線パター
ンが形成された光透過性の基板と、前記配線パターン上
に形成され測定すべき半導体チップのバンプに対応する
位置にそのバンプと嵌合するテーパ状のコンタクトホー
ルな有する光透過性の絶縁部材と、前記コンタクトホー
ルの壁面に形成され前記配線パターンと接続されたコン
タクト電極とで構成したものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のようにプローブカードを構成し
たので、コンタクト電極はその形成の容易化と高密度化
を可能にし、さらに光透過性の基板及び絶縁部材は、基
板上方からのコンタクト電極とバンプとの視覚による位
置合せを可１走にさせる。従って前記問題点を除去でき
るのである。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例を示すプローブカードの
断面図である。

図において、２０は被測定物であるウェーハであり、こ
のウェーハ２０には多数の７リツプチツプ形半導体チッ
プ２１が配列されている。各半導体チップ２１の上面に
はマトリクス状に配列された多数のバンプ２１ａが突設
されている。

このようなウェーハ２０をテストするためのプローブカ
ード３０は、ガラス基板等からなる光透過性の基板３１
を有し、その基板３１の底面にはインジウム拳チタン・
オギサイド（以下、　１．Ｔ、Ｏという）のような透明
導体等からなる配線パターン３２が形成され、その配線
パターン３２が図示しないプローブカード３０の人、出
力端子に接続されてぃる、さらに配線パターン３２の下
方向にはポリイミド等からなる光透過性の絶縁部材３３
が所定の厚さに形成されている。絶縁部材３３における
バンプ２１ａとの対向位置には、テーパ状のコンタクト
ホール（孔）３３ａが形成されている。このコンタクト
ホール３３ａのテーパ角は、下方向の開口部においてバ
ンプ２１ａの外径よりも大きく、開口部から上方向にい
くほど径が小さくなるように適宜設定されている。この
ようなコンタクトホール３３ａの壁面には、金属等の導
体からなるコンタクト電極３４が形成され、それが配線
パターン３２と接続されている。

以上のようなプローブカード３０の製造例を第３図の製
造工程図を参照しつつ説明する。

第３図（１）に示すように、基板３１の底面においてバ
ンプ２１ａと対応する位置に、プローブカード人、出力
端子に接続される配線パターン３２を形成する。第３図
（２）において、配線パターン３２の下方に、所定の厚
みの絶縁部材３３ａを形成した後、バンプ２１ａと対向
する位置に、エツチング技術を用いてテーパ状のコンタ
クトホール３３ａを形成する。第３図（３）において、
絶縁部材３３の全面に蒸着等により金属膜を形成し、次
いでコンタクトホール３３ａの外周領域の金属膜をホト
リソグラフィ技術等で除去してコンタクト電極３４を形
成すれば、第１図のようなプローブカード３０が得られ
る。

このようにして得られたプローブカード３０を用いてウ
ェーハ２０のブロービングを行なうには、半導体チップ
２１上のバンプ２１ａに対するコンタクト電極３４の位
置合せを行なう０次いで、プローブカード３０を降下さ
せて所定の圧力を加えれば、コンタクト電極３４のテー
パ部がバンプ２１ａに圧接される。この際、コンタクト
電極３４はそのテーパ部の働きによりバンプ２ｆａの外
面をこすりつけるので、そのバンプ２１ａの表面の酸化
膜が除去され、両者の良好な電気的接続状態が得られる
。その後、プローブカード３０の入、出力端子に接続さ
れたウェーハテスタ部を用いて半導体チップ２１の良否
を測定する。不良の場合にはその半導体チップ２１上に
マーキングする０次にプローブカード３０を横方向に移
動し、隣の半導体チップ２１に対して同様のテストを繰
り返す、　本実施例では次のような利点を有する。

コンタクト電極３４は基板３１の底面に絶縁部材３３を
介して形成されるので、従来のプローブ針に比べて製造
が簡単で、しかも形成密度を大きくすることができる。

そのため、マトリクス状に多数配列されたバンプ２１ａ
を有するフリップチップ形半導体チップ２１において、
その各バンプ２１ａ間ピッチが３００　ｐ、　ｔｍ以下
のものでも、それに対応するコンタクト電極３４を形成
することが回部である。また、配線部材にも１．７．０
等の透明導体を用いれば、絶縁部材３３の透明度を考慮
しても、基板３０の上方からバンプ２１ａの位置の確認
が可能となり、プローブとバンプ２１ａの位置合せを容
易に行うことができる。さらに、従来のプローブカード
の製造は、プローブ針１本、１本の調整にも熟練者にた
よる部分が大きく、コスト高の原因になっていたが、本
実施例ではすべて自動化が回部で、大幅な低コスト化が
期待できる。

第４図は本発明の第２の実施例を示すプローブカードの
断面図である。

このプローブカード３０では、絶縁部材３３の底面に８
１０２．５４３Ｎ４等からなる無機保護Ｗ２３５を形成
し、そのコンタクトホール部にホトリソグラフィ等の技
術でコンタクト孔を開け、金属を蒸着する等をしてコン
タクト電極３４を形成した構造である。この実施例では
、Ｓ機保護膜３５を設けているため、コンタクト電極部
の機械的強度が大きくなるという利点を有している。

第５図は本発明の第３の実施例を示すプローブカードの
斜視図である。このプローブカード３０では、−板の基
板３１に複数個の半導体チップ２１に対応するコンタク
ト電極を形成して、同時に複数個の半導体チップ２１を
測定可能にしたものである。

これにより、位置合せや測定速度を大幅に向上できる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、基板３１や
コンタクト電極３４の形状等を他のものに変形すること
が可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、光透過性
の基板の底面に形成された光透過性の絶縁部材のコンタ
クトホールに、コンタクト電極を設けた構造であるため
、コンタクト電極を高密度で、かつ簡単に形成でき、し
かも基板上方からのプローブの位置合せを容易に行え、
ダンプとの良好な接触状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すプローブカードの
断面図、第２図は従来のプローブカードの平面図、第３
図（１）、（２）、（３）は第１図のプローブカードの
製造工程図、第４図は本発明の第２の実施例を示すプロ
ーブカードの断面図、第５図は本発明の第３の実施例を
示すプローブカードの斜視図である。 ２０・・・・・・ウェーハ、２１・・・・・・半導体チ
ップ、２１ａ・・・・・・バンプ、３０・・・・・・プ
ローブカード、３１・・・・・・基板。 ３２・・・・・・配線パターン、３３・・・・・・絶縁
部材、３３ａ・旧・・コンタクトホール、３４・・・・
・・コンタクト電極。 出願人代理人　　　柿　　木　　恭　　成２０：ウエー
ハ　　　　３２′配線パターシ２１：半導体チップ　　
３３：刺を号部材２１ａ：バンブ　　　　　３３ａ：コ
ンタクトホール３０ニブローブカード　３刹コンタグト
電極３ｊ：基板 木靜月のプローブカード称面図 第１図 第２図 オ念月の池のフｂＪ−ド断面図 第４図 本発明の他のプローブカード斜視図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 配線パターンが形成された光透過性の基板と、前記配線
   パターン上に形成され測定すべき半導体チップのバンプ
   に対応する位置にそのバンプと嵌合するテーパ状のコン
   タクトホールを有する光透過性の絶縁部材と、 前記コンタクトホールの壁面に形成され前記配線パター
   ンと接続されたコンタクト電極とを備えたプローブカー
   ド。