特開 2025-149716 プローブカードの位置決め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025149716

(43)【公開日】2025-10-08

(54)【発明の名称】プローブカードの位置決め装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20251001BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20251001BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

G01R1/073 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024050524

(22)【出願日】2024-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006758

【氏名又は名称】株式会社ヨコオ

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(72)【発明者】

【氏名】軣木 岳史

【テーマコード（参考）】

2G011

4M106

【Ｆターム（参考）】

2G011AA02

2G011AA15

2G011AA17

2G011AC06

2G011AE03

2G011AF07

4M106AA07

4M106AD11

4M106BA01

4M106DD10

4M106DD13

(57)【要約】

【課題】プローブカードと被測定デバイスとの位置決めが容易で、位置決め精度の向上が可能なプローブカードの位置決め装置を提供する。
【解決手段】プローブカードの位置決め装置は、被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードと、前記のぞき穴を通して前記被測定デバイスを撮像する撮像手段と、を備え、前記プローブと前記のぞき穴の特定の周縁部位との位置関係が既知であり、前記撮像手段の視野において、前記被測定デバイスの特徴部位に対して、前記特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードと、
前記のぞき穴を通して前記被測定デバイスを撮像する撮像手段と、を備え、
前記プローブと前記のぞき穴の特定の周縁部位との位置関係が既知であり、
前記撮像手段の視野において、前記被測定デバイスの特徴部位に対して、前記特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う、プローブカードの位置決め装置。

【請求項2】

前記被測定デバイスの特徴部位が外形であり、
前記外形に対して、前記特定の周縁部位を複数箇所で合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う、請求項１に記載のプローブカードの位置決め装置。

【請求項3】

前記外形の互いに垂直な二辺に対して、前記特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う、請求項２に記載のプローブカードの位置決め装置。

【請求項4】

被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードであって、
前記のぞき穴を通して前記被測定デバイスを撮像する撮像手段を備えたプローブカードの位置決め装置に装着され、
前記撮像手段の視野において、前記被測定デバイスの特徴部位に対して、前記のぞき穴の特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行うために、
前記プローブと前記特定の周縁部位との位置関係が既知であるプローブカード。

【請求項5】

被測定デバイスの電極に電気的に接続可能なプローブと、
撮影手段による前記被測定デバイスの撮像を可能とするのぞき穴と、を備え、
前記のぞき穴は、前記撮像手段による前記のぞき穴を通した撮像により前記被測定デバイスに対する位置を調整可能とする周縁部位を有する、プローブカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブカードの位置決め装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プローブカードにのぞき穴を形成し、のぞき穴から小棒を突出させて、小棒をプローブカードと半導体素子との位置合わせの目印とする技術が、下記特許文献１に提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－２２４２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、小棒の取付位置精度がプローブカードと半導体素子との位置決め精度に影響する問題がある。

【0005】

本発明の目的の一例は、プローブカードと被測定デバイスとの位置決めが容易で、位置決め精度の向上が可能なプローブカードの位置決め装置を提供することにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、プローブカードの位置決め装置であって、
被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードと、
前記のぞき穴を通して前記被測定デバイスを撮像する撮像手段と、を備え、
前記プローブと前記のぞき穴の特定の周縁部位との位置関係が既知であり、
前記撮像手段の視野において、前記被測定デバイスの特徴部位に対して、前記特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う。

【0007】

本発明の上記態様によれば、プローブカードと被測定デバイスとの位置決めが容易で、位置決め精度の向上が可能である。

【0008】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るプローブカードの位置決め装置１の正断面図である。

【図2】プローブカードの位置決め装置１において、プローブカード１０の上方よりみた平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１及び図２を用いて本発明の実施形態に係るプローブカードの位置決め装置を説明する。説明の便宜上、図１に上下方向を定義し、図２にＸ―Ｙ方向を定義する。これらの図に示すように、プローブカードの位置決め装置１は、複数本のプローブ１１と、のぞき穴１５とを有するプローブカード１０と、のぞき穴１５を通して半導体チップ３０を撮像する撮像手段としてのチップ確認用カメラ２０と、を備える。

【0011】

プローブカード１０は、板状乃至シート状の基体１２を垂直に貫通するように複数本のプローブ１１を配置し、複数本のプローブ１１から離間した位置にのぞき穴１５を配置した構成を有する。基体１２は剛性を有する基板であっても、フレキシブル基板あってもよいが、フレキシブル基板の場合には測定時に変形しないように支持されている。

【0012】

半導体チップ３０はプローブカード１０を用いてその電気的特性を測定する対象であり、被測定デバイスである。半導体チップ３０はウェハ４０上に規則正しく整列、配置されており、図示の例では４個の電極パッド３１を有し、それらに対応してプローブカード１０のプローブ１１も４本同様に配置されている。半導体チップ３０の外形３２は一般的に正方形又は長方形であり、外形３２と電極パッド３１との位置関係は既知である。

【0013】

撮像手段としてのチップ確認用カメラ２０は、図２において、プローブカード１０が有するのぞき穴１５の周辺部とのぞき穴１５を通して見た半導体チップ３０の画像を撮像可能な視野を有する。チップ確認用カメラ２０の視野において、のぞき穴１５は、半導体チップ３０の外形３２の四辺にそれぞれ接する若しくは微小間隔で近接対向可能な直線状の周縁部位１５ａを有している。これらの特定の周縁部位１５ａとプローブ１１との位置関係（距離及びＸ―Ｙ方向）は予め設定若しくは測定して既知となっている。ウェハ４０がＸ－Ｙ方向に移動可能な場合、プローブカード１０及びチップ確認用カメラ２０は固定である。ウェハ４０が固定の場合にはプローブカード１０とチップ確認用カメラ２０とが一体となってＸ－Ｙ方向に移動する構成でもよい。

【0014】

以上の実施形態の構成において、半導体チップ３０の測定は以下の手順で行う。まず、ウェハ４０上の測定対象となる特定の半導体チップ３０がチップ確認用カメラ２０の視野に入るようにプローブカード１０に対してウェハ４０を相対移動させ、図２に示すように、チップ確認用カメラ２０の視野において、のぞき穴１５の周縁部位１５ａを、半導体チップ３０の外形３２の四辺にそれぞれ合致若しくは微小間隔で近接対向させる。これにより半導体チップ３０及びウェハ４０に対するプローブカード１０の位置決めができる。周縁部位１５ａとプローブ１１との位置関係が既知であることから、プローブ１１と半導体チップ３０の電極パッド３１との位置関係がわかり、その既知となった位置関係から、ウェハ４０を必要量Ｘ－Ｙ方向に移動させ、４本のプローブ１１の真下に４個の電極パッド３１を対向させる。その後、ウェハ４０に対してプローブ１１を相対的に下降させて４本のプローブ１１を４個の電極パッド３１に電気的に接触させ、電気的特性の測定を行う。

【0015】

図１の例では、のぞき穴１５を通してチップ確認用カメラ２０で撮像した測定対象の半導体チップ３０と、プローブ１１の真下に位置する半導体チップ３０とは、半導体チップ３０の配列ピッチＰの２倍だけＸ方向に離れているので、ウェハ４０をＸ方向に２×Ｐの距離だけ移動させればよい。

【0016】

本実施形態によれば、下記の効果を奏することができる。

【0017】

(1) プローブカードの位置決め装置１は、被測定デバイスとしての半導体チップ３０の電極パッド３１に電気的に接触可能なプローブ１１と、のぞき穴１５とを有するプローブカード１０を用い、チップ確認用カメラ２０の視野において、半導体チップ３０の特徴部位に対して、のぞき穴１５の特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、プローブカード１０の位置決めを行う。このため、プローブカード１０に位置決めのための部材を付加する構造に比較して位置決め精度を向上させることが可能である。また、位置決めのための部材を付加する工程が不要である。

【0018】

(2) ウェハ４０上の半導体チップ３０の外形３２は、正方形又は長方形が一般的であり、外形３２と電極パッド３１との位置関係も既知であるから、のぞき穴１５の周縁部位１５ａを、半導体チップ３０の外形３２の四辺にそれぞれ合致若しくは微小間隔で近接対向させる構成によって、半導体チップ３０に対して容易にかつ精度よくプローブカード１０の位置決めが可能である。

【0019】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【0020】

上記実施形態では、被測定デバイスとしての半導体チップの電極パッドの個数とプローブの本数が一致している場合を例示したが、必ずしも一致している必要はなく、ダミーパドに対応させたり、複数の半導体チップを同時に測定できるように、プローブの本数を多くしてもよい。

【0021】

また、被測定デバイスとしての半導体チップの四辺に対応させて、のぞき穴に４個の特定の周縁部位を形成したが、半導体チップの直交する二辺に対応する２個の特定の周縁部位をのぞき穴に形成してもよく、この場合もＸ方向及びＹ方向の位置決めが可能となる。

【0022】

上記実施形態では、被測定デバイスである半導体チップの外形と、プローブカードに形成されたのぞき穴の特定の周縁部位とを合致させて半導体チップとプローブカードとの位置決め（換言すれば、半導体チップの電極パッドとプローブとの位置決め）を行ったが、被測定デバイスの外形以外の特徴部位と、のぞき穴の特定の周縁部位とを合致させて被測定デバイスとプローブカードとの位置決めを行ってもよい。

【0023】

また、被測定デバイスの特徴部位と、のぞき穴の特定の周縁部位とが完全合致でなくとも、微小間隔で近接している場合でも、被測定デバイスとプローブカードとの位置決めが可能である（例えば、前記微小間隔が電極パッドの径よりも十分に小さい場合等）。

【0024】

上記実施形態では、のぞき穴の特定の周縁部位は一定長さの直線状部分を有するが、尖った形状の先端を周縁部位として用いてもよい。

【0025】

上記実施形態では、プローブカードに形成したのぞき穴が１個の半導体チップに対応する形状であるが、複数個の半導体チップを含む形状であってもよいし、あるいは１個の半導体チップの特徴部位及びその周辺のみを含む形状であってもよい。

【0026】

また、プローブは基体を貫通する配置であるが、シード状のプローブカードの場合、被測定デバイスへの対向面のみに接点となるプローブを配置してもよい。

【0027】

本明細書によれば、以下の態様のプローブカードの位置決め装置が提供される。

【0028】

（態様１）
被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードと、
前記のぞき穴を通して前記被測定デバイスを撮像する撮像手段と、を備え、
前記プローブと前記のぞき穴の特定の周縁部位との位置関係が既知であり、
前記撮像手段の視野において、前記被測定デバイスの特徴部位に対して、前記特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う、プローブカードの位置決め装置。

【0029】

上述の態様１によれば、被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードを用い、撮像手段の視野において、被測定デバイスの特徴部位に対して、のぞき穴の特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、プローブカードの位置決めを行う。このため、プローブカードに位置決めのための部材を付加する構造に比較して位置決め精度を向上させることが可能である。また、位置決めのための部材を付加する工程が不要である。

【0030】

（態様２）
前記被測定デバイスの特徴部位が外形であり、
前記外形に対して、前記特定の周縁部位を複数箇所で合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う、プローブカードの位置決め装置。

【0031】

上述の態様２によれば、被測定デバイスの外形と電極との位置関係が既知であるから、外形を測定デバイスの特徴部位として選択し、のぞき穴の周縁部位を、被測定デバイスの外形に合致若しくは微小間隔で近接対向させることによって、測定デバイスに対して容易にかつ精度よくプローブカードの位置決めが可能である。

【0032】

（態様３）
前記外形の互いに垂直な二辺に対して、前記特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行う、プローブカードの位置決め装置。

【0033】

上述の態様３によれば、被測定デバイスの外形と電極との位置関係が既知であり、かつ外形の互いに垂直な二辺に対して、のぞき穴の特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させるため、Ｘ方向及びＹ方向の位置決めを高精度で行うことが可能である。

【0034】

（態様４）
被測定デバイスの電極に電気的に接触可能なプローブと、のぞき穴とを有するプローブカードであって、
前記のぞき穴を通して前記被測定デバイスを撮像する撮像手段を備えたプローブカードの位置決め装置に装着され、
前記撮像手段の視野において、前記被測定デバイスの特徴部位に対して、前記のぞき穴の特定の周縁部位を合致若しくは微小間隔で近接させて、前記プローブカードの位置決めを行うために、
前記プローブと前記特定の周縁部位との位置関係が既知であるプローブカード。

【0035】

上述の態様４によれば、位置決めのための部材を付加することなく位置決め精度を向上させることが可能なプローブカードを提供することができる。

【0036】

（態様５）
被測定デバイスの電極に電気的に接続可能なプローブと、
撮影手段による前記被測定デバイスの撮像を可能とするのぞき穴と、を備え、
前記のぞき穴は、前記撮像手段による前記のぞき穴を通した撮像により前記被測定デバイスに対する位置を調整可能とする周縁部位を有する、プローブカード。

【0037】

上述の態様５によれば、位置決めのための部材を付加することなく位置調整が可能なプローブカードを提供することができる。

【符号の説明】

【0038】

１ プローブカード位置決め装置
１０ プローブカード
１１ プローブ
１５ のぞき穴
１５ａ 周縁部位
２０ チップ確認用カメラ
３０ 半導体チップ
３１ 電極パッド
３２ 外形

【図1】

【図2】