JP2995134B2 - Probe device - Google Patents
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- JP2995134B2 JP2995134B2 JP5238190A JP23819093A JP2995134B2 JP 2995134 B2 JP2995134 B2 JP 2995134B2 JP 5238190 A JP5238190 A JP 5238190A JP 23819093 A JP23819093 A JP 23819093A JP 2995134 B2 JP2995134 B2 JP 2995134B2
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- probe card
- circuit board
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- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスのよ
うな被検査体の電気的特性を測定するプローブ装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe device for measuring electrical characteristics of a device under test such as a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知の如く、半導体デバイスは、半導体
ウエハ上に精密写真転写技術等を用いて多数形成され、
この後、各半導体デバイス毎にウエハは切断される。こ
のような半導体デバイスの製造工程では、従来からプロ
ーブ装置を用いて、半完成品の半導体デバイスの電気的
な特性の試験判定を、半導体ウエハの状態で行い、この
試験測定の結果良品と判定されたもののみをパッケージ
ング等の後工程に送り、生産性の向上を図ることが行わ
れている。2. Description of the Related Art As is well known, a large number of semiconductor devices are formed on a semiconductor wafer by using a precision photo transfer technique or the like.
Thereafter, the wafer is cut for each semiconductor device. In the manufacturing process of such a semiconductor device, a test determination of electrical characteristics of a semi-finished semiconductor device is conventionally performed using a probe device in a semiconductor wafer state, and as a result of the test measurement, it is determined that the semiconductor device is non-defective. Only those that have been sent are sent to a post-process such as packaging to improve productivity.
【0003】前記プローブ装置は、X−Y−Z−θ方向
に移動可能に構成された被検査体載置台としての載置台
を備えており、この載置台上には、被検査体としての半
導体ウエハの電極パッドに対応した多数のプローブ針を
備えたプローブカードが固定される。そして、載置台上
に半導体ウエハを設置し、載置台を駆動して半導体ウエ
ハの電極パッドにプローブ針を接触させ、このプローブ
針を介してテスタにより試験測定を行うよう構成されて
いる。[0003] The probe device includes a mounting table as a test object mounting table configured to be movable in XYZ-θ directions, and a semiconductor device as a test object is mounted on the mounting table. A probe card having a large number of probe needles corresponding to the electrode pads on the wafer is fixed. Then, the semiconductor wafer is set on the mounting table, the mounting table is driven to bring a probe needle into contact with the electrode pad of the semiconductor wafer, and test measurement is performed by a tester via the probe needle.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、半導
体デバイスが益々微細化し、回路の集積度が高くなって
きており、電極パッドのサイズが微細化し、その間隔も
極狭くなってきている。例えば、半導体デバイスの各電
極パッドは、一辺が60μm〜100μm角であり、各
電極パッド列の相互間ピッチ距離は100μm〜200
μmである。したがって、前述のように、プローブカー
ドの限られたスペースに、例えば数百本と多数本のプロ
ーブ針を配置することが技術的に困難で、限界に近付き
つつある。However, in recent years, semiconductor devices have been increasingly miniaturized, the degree of integration of circuits has been increased, the size of electrode pads has been miniaturized, and the intervals between them have become extremely narrow. For example, each electrode pad of the semiconductor device has a side of 60 μm to 100 μm square, and the pitch distance between the electrode pad rows is 100 μm to 200 μm.
μm. Therefore, as described above, it is technically difficult to arrange, for example, hundreds of probe needles in a limited space of the probe card, and it is approaching its limit.
【0005】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、半導体デバイスの微
細化に伴って電極パッドのサイズが微細化し、その間隔
も高密度化されてきていても、その電極パッドに対応し
てプローブカードに接触子を配置することができ、電極
パッドに対して接触子を確実に位置決めして接触させる
ことができ、半導体デバイスの電気的特性の測定が高精
度に行うことができるプローブ装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances. It is an object of the present invention to miniaturize the size of electrode pads and to increase the intervals between the electrode pads with the miniaturization of semiconductor devices. However, the contacts can be arranged on the probe card corresponding to the electrode pads, the contacts can be reliably positioned and contacted with the electrode pads, and the electrical characteristics of the semiconductor device can be measured. It is an object of the present invention to provide a probe device which can be performed with high accuracy.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、請求項1は、被検査体を載置する載置台
を有した装置本体と、この装置本体に設けられ前記載置
台に載置された被検査体に対向するプリント基板と、こ
のプリント基板の配線層に両端部が電気的に接続され、
中間部に前記被検査体の電極パッドに接触する接触子を
配置した接触子配置領域を備えた可撓性を有するプロー
ブカードと、このプローブカードの接触子配置領域の周
囲に該接触子配置領域を囲繞するように一体に設けられ
前記プリント基板の下面を基準面として接触子配置領域
と前記被検査体との平行度を保つ剛性を有するフレーム
と、前記プローブカードの接触子配置領域の裏面側に設
けられ前記被検査体の接触パッドと接触子とが接触した
とき、その接触部に接触圧を付与する弾性部材とを具備
したことにある。In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus main body having a mounting table for mounting an object to be inspected, and a mounting table provided on the apparatus main body. The printed circuit board facing the object to be inspected placed on the, and both ends are electrically connected to the wiring layer of the printed circuit board,
A probe card having a having a contact area where arrangement arranged contacts which contact with the intermediate portion to the electrode pads of the device under test flexibility, the contactor arrangement region around the contact arrangement region of the probe card A frame which is provided integrally so as to surround the contact board and has a rigidity for maintaining the parallelism between the contact placement area and the device under test with the lower surface of the printed circuit board as a reference plane, and a back side of the contact placement area of the probe card. And an elastic member for applying a contact pressure to the contact portion when the contact pad of the test object comes into contact with the contact element.
【0007】[0007]
【作用】プローブカードに剛性を有するフレームを設
け、プリント基板を基準面としてプローブカードを設け
ることにより、接触子配置領域と被検査体との平行度を
保つことができる。さらに、プローブカードが可撓性を
有し、その接触子配置領域の裏面側に弾性部材が設けら
れているため、被検査体の接触パッドと接触子とが接触
したとき、その接触部に弾性的に接触圧を付与すること
ができ、被検査体の接触パッドに多少の凹凸が存在して
も、両者がフィットして接触パッドと接触子とが接触し
て電気的に導通状態となる。By providing a rigid frame on the probe card and providing the probe card with the printed circuit board as a reference plane, the parallelism between the contact placement area and the test object can be maintained. Furthermore, since the probe card has flexibility and an elastic member is provided on the back surface side of the contact arrangement area, when the contact pad of the device under test comes into contact with the contact, the contact portion has elasticity. A contact pressure can be applied to the contact pad of the test object, and even if there is some unevenness, the two fit and the contact pad and the contact come into contact with each other to be in an electrically conductive state.
【0008】[0008]
【実施例】以下、この発明の各実施例を図面を参照して
説明する。図1〜図4図は第1の実施例を示し、図1は
プローブカードの取付け構造を示す縦断正面図、図2は
プロープカードの斜視図、図3はプローブ装置全体の構
成図、図4は載置台の斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment, FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing a mounting structure of a probe card, FIG. 2 is a perspective view of a probe card, FIG. Is a perspective view of the mounting table.
【0009】図3において、符号10はプローブ装置本
体を示し、ほぼ中央にはメインステージ11が設けられ
ている。このメインステージ11には、被検査体として
の半導体ウエハ12の、後述する載置台13が取り付け
られている。このメインステージ11は水平面内におい
てX方向ならびにY方向に載置台13と共に移動可能に
なっている。この載置台13の上方には後述するプロー
ブ機構14が設けられている。図示していないが、装置
本体10の中央手前側にはアラインメントユニットが設
けられている。このユニットには、アラインメント用の
画像認識装置としてのカメラが設けられている。アライ
ンメントのために、載置台13はこのカメラの下方にま
で移動される。In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a probe device main body, and a main stage 11 is provided substantially at the center. A mounting table 13 for a semiconductor wafer 12 as an object to be inspected, which will be described later, is attached to the main stage 11. The main stage 11 is movable with the mounting table 13 in the X direction and the Y direction in a horizontal plane. Above the mounting table 13, a probe mechanism 14 described later is provided. Although not shown, an alignment unit is provided on the front side of the center of the apparatus main body 10. This unit is provided with a camera as an image recognition device for alignment. For alignment, the mounting table 13 is moved below the camera.
【0010】装置本体10の右側にはオートローダ15
が、また左側にはプローブカード交換機16が夫々設け
られている。オートローダ15には多数の半導体ウエハ
12を互いに垂直方向に所定間隔を有して収容したウエ
ハカセット17がカセット載置台18上に交換可能に配
置されている。このウエハカセット17と前記載置台1
3との間には水平面内で移動可能なローダステージ19
と、図示しないY方向駆動機構とZ方向昇降機構とによ
り駆動可能なウエハハンドリングアーム20とが設けら
れている。半導体ウエハ12をプローブ検査するときに
は、ウエハはローダステージ19により載置台13近く
に搬送され、ハンドリングアーム20により載置台13
上に移される。検査後は、ウエハはハンドリングアーム
20によりローダステージ19上に移され、ローダステ
ージ19によりウエハカセット17に搬送される。On the right side of the apparatus main body 10, an autoloader 15 is provided.
However, a probe card exchange 16 is provided on the left side, respectively. In the autoloader 15, a wafer cassette 17 that accommodates a large number of semiconductor wafers 12 at predetermined intervals in a vertical direction is exchangeably arranged on a cassette mounting table. The wafer cassette 17 and the mounting table 1 described above
3 and a loader stage 19 movable in a horizontal plane.
And a wafer handling arm 20 that can be driven by a Y-direction drive mechanism and a Z-direction elevating mechanism (not shown). When performing a probe test on the semiconductor wafer 12, the wafer is transported by the loader stage 19 to the vicinity of the mounting table 13, and is handled by the handling arm 20.
Moved up. After the inspection, the wafer is transferred onto the loader stage 19 by the handling arm 20 and transferred to the wafer cassette 17 by the loader stage 19.
【0011】プローブカード交換機16には後述する複
数種類のプローブカード21がカードホルダ22に対し
て支持され、垂直方向に所定間隔を有して複数個収容さ
れている。In the probe card exchange 16, a plurality of types of probe cards 21, which will be described later, are supported by a card holder 22 and are accommodated at predetermined intervals in the vertical direction.
【0012】前記載置台13を、図4を参照してさらに
詳しく説明する。この載置台13は、X方向に延在され
る2本のレールに沿ってX方向に移動可能なXステージ
31aと、このXステージ31a上をY方向に延在され
る2本のレールに沿ってY方向に移動可能なYステージ
31bとを備えている。このX,Yステージ31a,3
1bは、パルスモータなどを含む慣用の駆動機構によっ
て水平面内をX方向とY方向とに駆動される。Yステー
ジ31b上に搭載されたチャック32は、慣用の昇降機
構によって上下方向(Z方向)に駆動されると共に、そ
の中心を通りZ軸に平行な中心線の周りに慣用の回転機
構によって回転されるようになっている。The mounting table 13 will be described in more detail with reference to FIG. The mounting table 13 includes an X stage 31a movable in the X direction along two rails extending in the X direction, and an X stage 31a along the two rails extending in the Y direction on the X stage 31a. And a Y stage 31b movable in the Y direction. This X, Y stage 31a, 3
1b is driven in a horizontal plane in the X and Y directions by a conventional drive mechanism including a pulse motor or the like. The chuck 32 mounted on the Y stage 31b is driven in a vertical direction (Z direction) by a conventional elevating mechanism, and is rotated by a conventional rotating mechanism around a center line passing through the center thereof and parallel to the Z axis. It has become so.
【0013】Yステージ31bの側面には昇降機構34
が固定されている。この昇降機構34には上下方向に昇
降自在な移動カメラ33が保持されている。この移動カ
メラ33は、高倍率部33aと低倍率部33bとから構
成されている。A lifting mechanism 34 is provided on the side of the Y stage 31b.
Has been fixed. The elevating mechanism 34 holds a movable camera 33 that can move up and down in the vertical direction. The moving camera 33 includes a high magnification section 33a and a low magnification section 33b.
【0014】チャック32の側面には、その径方向に水
平に突出する小片35が固定されている。この小片35
は、導電性薄膜、例えばITO(indium tin oxide)薄
膜あるいはクロムを用いて描かれた十字マークの中心に
よって定義されるターゲット35aが表面に形成された
短冊状の透明板からなる。これはカメラ33により検出
する際の基準点として機能する。また、十字状の薄膜の
周辺には、これを覆うように導電性透明薄膜、例えばI
TOの薄膜が配設される。導電性透明薄膜は、静電容量
センサによるZ方向の位置検出を可能とするために配設
されている。A small piece 35 that projects horizontally in the radial direction is fixed to the side surface of the chuck 32. This small piece 35
Is formed of a conductive thin film, for example, an ITO (indium tin oxide) thin film or a strip-shaped transparent plate having a target 35a defined by the center of a cross mark drawn using chromium formed on the surface. This functions as a reference point for detection by the camera 33. Further, a conductive transparent thin film, for example, I
A thin film of TO is provided. The conductive transparent thin film is provided to enable position detection in the Z direction by the capacitance sensor.
【0015】ターゲット35aが形成された小片35
は、チャック32の回転により移動カメラ33の高倍率
部の光軸上に移動し、かつここから退避できるようにな
っている。また、小片35はチャック32に着脱自在に
取付けるように構成することも可能である。Small piece 35 on which target 35a is formed
Is moved on the optical axis of the high magnification portion of the moving camera 33 by the rotation of the chuck 32 and can be retracted therefrom. Further, the small piece 35 may be configured to be detachably attached to the chuck 32.
【0016】また、この発明の要部であるプローブ機構
14は、図1および図2に示すように構成されている。
すなわち、装置本体10の上部にはメインステージ11
に対向して開口部40が設けられている。この開口部4
0の開口縁は取付け段部41に形成され、この取付け段
部41には開口部40を閉塞するように設けられたプリ
ント基板42が固定ねじ43によって固定されている。The probe mechanism 14, which is an essential part of the present invention, is configured as shown in FIGS.
That is, the main stage 11 is located above the apparatus main body 10.
The opening 40 is provided so as to be opposed to. This opening 4
The opening edge of 0 is formed in a mounting step 41, and a printed board 42 provided to close the opening 40 is fixed to the mounting step 41 by a fixing screw 43.
【0017】このプリント基板42はエポキシ系の基板
本体44の上面および下面にプリント配線層45a,4
5bが形成されていると共に、プリント基板42にはそ
の中央部を基準として左右対称的に複数の配線コネクタ
46…を配置した配線コネクタ群47が設けられてい
る。さらに、これら配線コネクタ群47にはプリント基
板42を貫通する取付け孔48が設けられている。The printed circuit board 42 has printed wiring layers 45a, 45a on the upper and lower surfaces of an epoxy-based substrate body 44.
5b are formed, and the printed circuit board 42 is provided with a wiring connector group 47 in which a plurality of wiring connectors 46 are arranged symmetrically with respect to a center portion thereof. Further, the wiring connector group 47 is provided with a mounting hole 48 penetrating the printed circuit board 42.
【0018】また、左右の配線コネクタ群47相互間に
位置する前記プリント基板42の下面には硬質の合成樹
脂材料または金属材料からなる支持ブロック49が固定
ねじまたは接着剤によってプリント基板42に対して固
定されている。この支持ブロック49は肉厚の矩形枠状
に形成され、中央部の空間部50が形成されていると共
に、下面に係合段部51が形成されている。そして、前
記支持ブロック49に対して前記プローブカード21が
支持された状態で、プリンク基板42に対して着脱可能
に取付けられている。A support block 49 made of a hard synthetic resin material or a metal material is provided on the lower surface of the printed circuit board 42 located between the left and right wiring connector groups 47 with the printed circuit board 42 by a fixing screw or an adhesive. Fixed. The support block 49 is formed in a thick rectangular frame shape, has a central space portion 50, and has an engagement step portion 51 formed on the lower surface. The probe card 21 is detachably attached to the link substrate 42 while the probe card 21 is supported by the support block 49.
【0019】すなわち、プローブカード21は、可撓性
を有する矩形状の絶縁板状体からなる基板21aにフレ
キシブルプリント回路(FPC)21bを組み合わせた
ものであり、基板21aの長手方向の両端部にはコネク
タ21cが設けられている。このコネクタ21cにはフ
レキシブルプリント回路21bと電気的に接続された複
数のコネクタピン21dが設けられていると共に、貫通
孔21eが穿設されている。That is, the probe card 21 is formed by combining a flexible printed circuit (FPC) 21b with a board 21a made of a flexible rectangular insulating plate, and is provided at both ends in the longitudinal direction of the board 21a. Is provided with a connector 21c. The connector 21c is provided with a plurality of connector pins 21d electrically connected to the flexible printed circuit 21b, and is provided with a through hole 21e.
【0020】さらに、基板21aの長手方向の中間部に
は接触子配置領域52が設けられ、この接触子配置領域
52には前記半導体ウエハ12の1つのチップに対応し
て同サイズで、同チップの電極パッドと同ピッチに配置
された多数の接触子53が基板21aの下面から突出し
た状態に設けられている。また、接触子配置領域52の
周囲に位置する基板21aの上面にはアルミニウム材料
等の剛性を有する材料によって形成された矩形枠状のフ
レーム54が一体に接着されている。すなわち、基板2
1aは可撓性を有する材料で形成されているため、全体
がフレキシブル性に富んでいるが、フレーム54によっ
て接触子配置領域52を含む周囲の平面度を維持し、ま
た伸び、撓みを規制して接触子53のピッチを維持して
いる。Further, a contact placement area 52 is provided in the middle portion of the substrate 21a in the longitudinal direction, and the contact placement area 52 has the same size and the same size as one chip of the semiconductor wafer 12 corresponding to one chip. A large number of contacts 53 arranged at the same pitch as the electrode pads are provided so as to protrude from the lower surface of the substrate 21a. A rectangular frame 54 made of a rigid material such as an aluminum material is integrally adhered to the upper surface of the substrate 21a located around the contact placement area 52. That is, the substrate 2
Although 1a is made of a flexible material, the whole is rich in flexibility. However, the frame 54 maintains the flatness of the periphery including the contact placement area 52, and restricts expansion and bending. Thus, the pitch of the contacts 53 is maintained.
【0021】このように構成されたプローブカード21
は、そのフレーム54を前記支持ブロック49の下面の
係合段部51に嵌合し、支持ブロック49に対して固定
ねじまたは真空吸着等によって位置決め固定される。ま
た、基板21aの長手方向の両端部のコネクタ21cは
プリント基板42の配線コネクタ群47にそれぞれ位置
決めされ、コネクタピン21dを配線コネクタ46に接
続することにより、プリント基板42とプローブカード
21とが電気的に接続される。さらに、コネクタ21c
に設けられた貫通孔21eにその下側から固定ねじ55
を挿入し、その固定ねじ55をプリント基板42の取付
け孔48に挿通してプリント基板42の上面側でナット
56により締め付けることにより固定される。The probe card 21 configured as described above
The frame 54 is fitted into the engagement step 51 on the lower surface of the support block 49, and is positioned and fixed to the support block 49 by a fixing screw or vacuum suction. The connectors 21c at both ends in the longitudinal direction of the board 21a are respectively positioned in the wiring connector group 47 of the printed board 42, and by connecting the connector pins 21d to the wiring connector 46, the printed board 42 and the probe card 21 are electrically connected. Connected. Further, the connector 21c
The fixing screw 55 is inserted through the through hole 21e provided in the
Is inserted, the fixing screw 55 is inserted into the mounting hole 48 of the printed circuit board 42, and is fixed by tightening the nut 56 on the upper surface side of the printed circuit board 42.
【0022】したがって、プリント基板42に対してプ
ローブカード21が電気的および機械的に接続状態とな
り、プローブカード21の中間部は支持ブロック49の
存在によってコネクタ21cより僅かに下方へ突出した
状態になる。しかも、ここで、重要なことは、載置台1
3に載置された半導体ウエハ12に対してプローブカー
ド21の接触子配置領域52を平行に保つことにある
が、フレーム54の存在によりプリント基板42の下面
を基準面としてプローブカード21を取付けることがで
き、接触子配置領域52と半導体ウエハ12との平行度
を簡単に、しかも正確に保つことができることである。Accordingly, the probe card 21 is electrically and mechanically connected to the printed circuit board 42, and the intermediate portion of the probe card 21 projects slightly below the connector 21c due to the presence of the support block 49. . What is important here is that the mounting table 1
In order to keep the contact arrangement area 52 of the probe card 21 parallel to the semiconductor wafer 12 placed on the third wafer 3, the probe card 21 is attached with the lower surface of the printed board 42 as a reference plane due to the presence of the frame 54. Therefore, the parallelism between the contact placement area 52 and the semiconductor wafer 12 can be easily and accurately maintained.
【0023】また、前記支持ブロック49の空間部50
には弾性部材としての流体チャンバ57が収納されてい
る。この流体チャンバ57は内部に気体または液体を封
入した可撓性を有する袋体であり、所定量以上の流体が
封入されて加圧されたとき、その上面がプリント基板4
2の下面に、下面がプローブカード21の裏面に圧接す
るようになっており、周囲は横方向の膨張を規制するた
めにガイド筒58によって囲繞されている。The space 50 of the support block 49
Accommodates a fluid chamber 57 as an elastic member. The fluid chamber 57 is a flexible bag body in which gas or liquid is sealed, and when a predetermined amount or more of fluid is sealed and pressurized, the upper surface of the fluid chamber 57 is printed circuit board 4.
The lower surface is pressed against the lower surface of the probe card 21 on the lower surface of the probe card 2, and the periphery is surrounded by a guide cylinder 58 for restricting the lateral expansion.
【0024】流体チャンバ57には圧力センサ59が設
けられていると共に、流体供給源(図示しない)と接続
する流体流入口60および流体流出口61が設けられて
いる。この流体流入口60および流体流出口61にはそ
れぞれ電磁バルブ60a,61aが設けられている。そ
して、この電磁バルブ60a,61aは圧力センサ59
の圧力検出信号に基づいて制御装置62により開閉制御
され、流体チャンバ57の圧力がコントロールされるよ
うになっている。The fluid chamber 57 has a pressure sensor 59 and a fluid inlet 60 and a fluid outlet 61 connected to a fluid supply source (not shown). The fluid inlet 60 and the fluid outlet 61 are provided with electromagnetic valves 60a and 61a, respectively. The electromagnetic valves 60a and 61a are connected to a pressure sensor 59.
The opening and closing of the fluid chamber 57 is controlled by the control device 62 based on the pressure detection signal.
【0025】例えば、前記制御装置62には圧力センサ
59の圧力検出信号を受信するCPU63およびこのC
PU63からの出力信号によって電磁バルブ60a,6
1aの開閉および開度調整する流量コントローラ64,
65が設けられている。For example, the control unit 62 has a CPU 63 for receiving a pressure detection signal from the pressure sensor 59 and a C
The electromagnetic valves 60a, 60
1a, a flow controller 64 for adjusting the opening / closing and opening degree,
65 are provided.
【0026】なお、図3において、66はプリント基板
42の上部に設けられたコンタクトリングであり、上下
に突出する導電性ピン67が配置され、プリント基板4
2と電気的に接続されており、このコンタクトリング6
6にはテストヘッド68が載置されている。このテスト
ヘッド68はテスタ69に接続されている。そして、テ
スタ69は所定の電源電圧や検査パルス信号を半導体ウ
エハ12のチップに印加し、チップ側からの出力信号を
取り込んでチップの良否を判定するようになっている。In FIG. 3, reference numeral 66 denotes a contact ring provided on the upper portion of the printed circuit board 42, on which conductive pins 67 projecting up and down are arranged.
2 and is electrically connected to the contact ring 6.
A test head 68 is mounted on 6. The test head 68 is connected to a tester 69. Then, the tester 69 applies a predetermined power supply voltage or a test pulse signal to the chip of the semiconductor wafer 12 and fetches an output signal from the chip side to determine the quality of the chip.
【0027】次に、前述のように構成されたプローブ装
置の作用について説明する。まず、ウエハカセット17
の内部の半導体ウエハ12をハンドリングアーム20に
よって把持してメインステージ11の載置台13に受け
渡す。載置台13にはチャック32が設けられ、半導体
ウエハ12をチャッキングした後、公知の手段によって
チャック32をX、Y、θ方向の位置調整し、プローブ
カード21と半導体ウエハ12との平面方向の位置合わ
せを行う。Next, the operation of the probe device configured as described above will be described. First, the wafer cassette 17
Is held by the handling arm 20 and transferred to the mounting table 13 of the main stage 11. The mounting table 13 is provided with a chuck 32, and after chucking the semiconductor wafer 12, the position of the chuck 32 in the X, Y, and θ directions is adjusted by a known means, so that the probe card 21 and the semiconductor wafer 12 in the planar direction are adjusted. Perform positioning.
【0028】この場合、1枚の半導体ウエハ12には例
えば64個の半導体チップが形成されており、プローブ
カード21には1個の半導体チップに対応する接触子配
置領域52が設けられているため、チャック32をX、
Y、θ方向の位置調整し、プローブカード21の接触子
配置領域52と半導体ウエハ12の半導体チップとを位
置決めする。In this case, for example, 64 semiconductor chips are formed on one semiconductor wafer 12, and the probe card 21 is provided with a contact arrangement area 52 corresponding to one semiconductor chip. , The chuck 32 is X,
The positions in the Y and θ directions are adjusted, and the contact placement area 52 of the probe card 21 and the semiconductor chip of the semiconductor wafer 12 are positioned.
【0029】次に、載置台13をZ方向、つまり上昇さ
せると、半導体ウエハ12の半導体チップに形成された
電極パッドがプローブカード21の接触子配置領域52
に設けられた接触子53に接触する。Next, when the mounting table 13 is raised in the Z direction, that is, when the mounting table 13 is raised, the electrode pads formed on the semiconductor chips of the semiconductor wafer 12 are brought into contact with the contact placement area 52 of the probe card 21.
Contacts the contact 53 provided in the contact.
【0030】一方、プローブカード21の裏面側に設け
られた流体チャンバ57には所定量の流体が供給され、
膨張してプローブカード21をその裏面側から弾性的に
押圧しているため、載置台13の上昇によって半導体ウ
エハ12の電極パッドがプローブカード21の接触子5
3と弾性的に圧接状態となり、半導体ウエハ12の各電
極パッドは接触子53を介してプローブカード21に電
気的に接続される。On the other hand, a predetermined amount of fluid is supplied to a fluid chamber 57 provided on the back side of the probe card 21.
Since the probe card 21 expands and elastically presses the probe card 21 from the back surface side, the electrode pad of the semiconductor wafer 12 is brought into contact with the contact 5
3, and each electrode pad of the semiconductor wafer 12 is electrically connected to the probe card 21 via the contact 53.
【0031】したがって、半導体ウエハ12はプローブ
カード21からテストヘッド68を介してテスタ69に
電気的に導通状態となり、テストヘッド68は所定の電
圧や検査信号を半導体ウエハ12の半導体チップに与
え、半導体チップ側からの出力信号を取り込んでチップ
の良否を判定する。Accordingly, the semiconductor wafer 12 is electrically connected to the tester 69 from the probe card 21 via the test head 68, and the test head 68 applies a predetermined voltage or a test signal to the semiconductor chips of the semiconductor wafer 12, and The output signal from the chip is taken in to determine the quality of the chip.
【0032】このようにプローブカード21に剛性を有
するフレーム54を設け、プリント基板42を基準面と
してプローブカード21を設けることにより、接触子配
置領域52と半導体ウエハ12との平行度を保つことが
できる。さらに、プローブカード21が可撓性を有し、
その接触子配置領域52の裏面側から流体チャンバ57
によって接触子配置領域52にバックアップを付与する
ことにより、半導体ウエハ12の接触パッドと接触子5
3とが接触したとき、その接触部に弾性的に接触圧を付
与することができる。この結果、半導体ウエハ12の接
触パッドに多少の凹凸が存在しても、両者がフィットし
て接触パッドと接触子53とが確実に接触して電気的に
導通状態となるため、精度の高い測定を行うことができ
る。By providing the rigid frame 54 on the probe card 21 and providing the probe card 21 with the printed board 42 as a reference plane, the parallelism between the contact placement area 52 and the semiconductor wafer 12 can be maintained. it can. Further, the probe card 21 has flexibility,
From the back side of the contact arrangement area 52, the fluid chamber 57
By providing a backup to the contact arrangement area 52, the contact pads of the semiconductor wafer 12 and the contact
When it comes into contact with 3, the contact pressure can be elastically applied to the contact portion. As a result, even if the contact pad of the semiconductor wafer 12 has some unevenness, the two are fitted and the contact pad and the contact 53 are surely brought into contact with each other to be in an electrically conductive state. It can be performed.
【0033】また、流体チャンバ57の内部圧力は圧力
センサ59によって常時検出され、CPU63に検出信
号を送信している。したがって、内部圧力が低下した場
合、CPU63から流量コントローラ64に開弁指令信
号を出力し、流量コントローラ64によって電磁バルブ
60aを開弁制御することにより、流体チャンバ57に
流体を供給して内部圧力を上昇させることができる。Further, the internal pressure of the fluid chamber 57 is constantly detected by the pressure sensor 59, and a detection signal is transmitted to the CPU 63. Therefore, when the internal pressure decreases, the CPU 63 outputs a valve opening command signal to the flow rate controller 64, and the flow rate controller 64 controls the opening of the electromagnetic valve 60a to supply fluid to the fluid chamber 57 and reduce the internal pressure. Can be raised.
【0034】また、周囲温度の上昇等の何等かの影響に
よって流体チャンバ57の内部圧力が上昇した場合、圧
力センサ59がこれを検出し、CPU63に検出信号を
送信することにより、CPU63から流量コントローラ
65に開弁指令信号を出力し、流量コントローラ65に
よって電磁バルブ61aを開弁制御することにより、流
体チャンバ57の流体を排出して内部圧力を低下させる
ことができる。When the internal pressure of the fluid chamber 57 increases due to some influence such as an increase in the ambient temperature, the pressure sensor 59 detects this and sends a detection signal to the CPU 63 so that the CPU 63 By outputting a valve opening command signal to the valve 65 and controlling the electromagnetic valve 61 a to be opened by the flow controller 65, the fluid in the fluid chamber 57 can be discharged and the internal pressure can be reduced.
【0035】なお、前記第1の実施例においては、支持
ブロック49とコネクタ21cとを別体にしたが、支持
ブロック49に一体にコネクタ21cを設けてもよい。
図5は第2の実施例を示し、第1の実施例と同一構成部
分は同一番号を付して説明を省略する。この実施例にお
けるプローブカード70は、可撓性を有する矩形状の絶
縁板状体からなる基板71aにフレキシブルプリント回
路(FPC)71bを組み合わせたものであり、基板7
1aの長手方向の両端部にはバンプまたはパッドからな
る多数の接触片71cが設けられている。これら接触片
71cにはフレキシブルプリント回路71bと電気的に
接続されていると共に、基板71aの両端部には貫通孔
71dが穿設されている。In the first embodiment, the support block 49 and the connector 21c are provided separately, but the connector 21c may be provided integrally with the support block 49.
FIG. 5 shows a second embodiment, in which the same components as those in the first embodiment have the same reference numerals and description thereof will be omitted. The probe card 70 in this embodiment is obtained by combining a flexible printed circuit (FPC) 71b with a board 71a made of a flexible rectangular insulating plate.
A large number of contact pieces 71c formed of bumps or pads are provided at both ends in the longitudinal direction of 1a. These contact pieces 71c are electrically connected to the flexible printed circuit 71b, and are provided with through holes 71d at both ends of the substrate 71a.
【0036】さらに、基板71aの長手方向の中間部に
は第1の実施例と同様に接触子配置領域52が設けら
れ、この接触子配置領域52には前記半導体ウエハ12
の1つのチップに対応して同サイズで、同チップの電極
パッドと同ピッチに配置された多数の接触子53が基板
71aの下面から突出した状態に設けられている。Further, a contact placement area 52 is provided in the longitudinally intermediate portion of the substrate 71a, as in the first embodiment.
A number of contacts 53 of the same size corresponding to one chip and arranged at the same pitch as the electrode pads of the same chip are provided so as to protrude from the lower surface of the substrate 71a.
【0037】また、基板71aの長手方向の両端部の接
触片71cはプリント基板42の配線層45bに設けら
れた電極72にそれぞれ位置決めされ、プリント基板4
2とプローブカード70とが電気的に接続される。さら
に、プローブカード70の両端部に設けられた貫通孔7
1dにその下側から固定ねじ55を挿入し、その固定ね
じ55をプリント基板42の取付け孔48に挿通してプ
リント基板42の上面側でナット56により締め付ける
ことにより固定されている。The contact pieces 71c at both ends in the longitudinal direction of the board 71a are positioned on the electrodes 72 provided on the wiring layer 45b of the printed board 42, respectively.
2 and the probe card 70 are electrically connected. Further, through holes 7 provided at both ends of the probe card 70 are provided.
A fixing screw 55 is inserted into 1d from below, and the fixing screw 55 is inserted into the mounting hole 48 of the printed circuit board 42 and fastened by a nut 56 on the upper surface side of the printed circuit board 42.
【0038】このように構成されたプローブカード70
によれば、両端部にコネクタが不要となり、第1の実施
例の効果に加え、プローブカード70の構成の簡素化を
図ることができると共に、プリント基板42の下面側に
コネクタが突出しないため、他の部材との干渉を防止で
きるという効果がある。The probe card 70 thus configured
According to this, connectors are not required at both ends, and in addition to the effects of the first embodiment, the configuration of the probe card 70 can be simplified, and the connectors do not project to the lower surface side of the printed circuit board 42. There is an effect that interference with other members can be prevented.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、可撓性を有するプローブカードに接触子を設けるこ
とにより、半導体デバイスの微細化に伴って電極パッド
のサイズが微細化し、その間隔も高密度化されてきてい
ても、その電極パッドに対応してプローブカードに接触
子を配置することができる。As described above, according to the present invention, by providing the contacts on the flexible probe card, the size of the electrode pads is reduced along with the miniaturization of the semiconductor device, and the space between the electrode pads is reduced. Even if the density is increased, the contacts can be arranged on the probe card corresponding to the electrode pads.
【0040】さらに、可撓性を有するプローブカードに
剛性を有するフレームを設け、プリント基板を基準面と
してプローブカードを設けることにより、接触子配置領
域と被検査体との平行度を保つことができる。さらに、
プローブカードの裏面側から弾性部材によって接触子配
置領域にバックアップを付与することにより、被検査体
の接触パッドと接触子とが接触したとき、その接触部に
弾性的に接触圧を付与することができる。この結果、被
検査体の接触パッドに多少の凹凸が存在しても、両者が
フィットして接触パッドと接触子とが確実に接触して電
気的に導通状態となるため、精度の高い測定を行うこと
ができるという効果を奏する。Furthermore, by providing a rigid frame on a flexible probe card and providing the probe card with the printed circuit board as a reference plane, the parallelism between the contact arrangement area and the test object can be maintained. . further,
By providing a backup to the contact placement area by an elastic member from the back side of the probe card, when the contact pad of the DUT comes into contact with the contact, it is possible to elastically apply a contact pressure to the contact portion. it can. As a result, even if there is some unevenness in the contact pad of the test object, the two fit together and the contact pad and the contact are surely in contact with each other to be in an electrically conductive state. This has the effect that it can be performed.
【図1】この発明の第1の実施例を示すプローブ装置の
要部の縦断正面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a main part of a probe device showing a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施例のプローブカードの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the probe card of the embodiment.
【図3】同実施例のプローブ装置の全体の概略的構成
図。FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram of the probe device of the embodiment.
【図4】同実施例の載置台の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of the mounting table of the embodiment.
【図5】この発明の第2の実施例を示すプローブ装置の
要部の縦断正面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional front view of a main part of a probe device showing a second embodiment of the present invention.
10…装置本体、12…半導体ウエハ(被検査体)、1
3…載置台、21…プローブカード、42…プリント基
板、52…接触子配置領域、53…接触子、54…フレ
ーム、57…流体チャンバ(弾性部材)。10: apparatus main body, 12: semiconductor wafer (inspection object), 1
3 mounting table, 21 probe card, 42 printed circuit board, 52 contact placement area, 53 contact, 54 frame, 57 fluid chamber (elastic member).
Claims (3)
本体と、 この装置本体に設けられ前記載置台に載置された被検査
体に対向するプリント基板と、 このプリント基板の配線層に両端部が電気的に接続さ
れ、中間部に前記被検査体の電極パッドに接触する接触
子を配置した接触子配置領域を備えた可撓性を有するプ
ローブカードと、 このプローブカードの接触子配置領域の周囲に該接触子
配置領域を囲繞するように一体に設けられ前記プリント
基板の下面を基準面として接触子配置領域と前記被検査
体との平行度を保つ剛性を有するフレームと、 前記プローブカードの接触子配置領域の裏面側に設けら
れ前記被検査体の接触パッドと接触子とが接触したと
き、その接触部に接触圧を付与する弾性部材と、を具備
したことを特徴とするプローブ装置。An apparatus main body having a mounting table on which an object to be inspected is mounted, a printed circuit board provided in the apparatus main body and facing the object to be inspected mounted on the mounting table, and wiring of the printed circuit board A flexible probe card having both ends electrically connected to the layer, and a contact placement area in which a contact for contacting the electrode pad of the device under test is disposed at an intermediate portion; Around the contact placement area
A frame which is provided integrally so as to surround the arrangement area and has rigidity to maintain the parallelism between the contact arrangement area and the device under test with the lower surface of the printed circuit board as a reference plane; and A probe device, comprising: an elastic member provided on a back surface side and applying a contact pressure to a contact portion when the contact pad of the test object comes into contact with a contact.
うに矩形枠状に形成されたアルミニウムフレームで形成
され、支持ブロックを介してプリント基板に固定されて
いることを特徴とする請求項1記載のプローブ装置。2. The frame according to claim 1, wherein the frame is formed of an aluminum frame formed in a rectangular frame shape so as to surround the contact arrangement area, and is fixed to the printed circuit board via a support block. Probe device.
入された流体チャンバであることを特徴とする請求項1
または2記載のプローブ装置。3. The elastic member according to claim 1, wherein the elastic member is a fluid chamber in which gas or liquid is sealed.
Or the probe device according to 2.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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