JP5343278B2 - 半導体試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、プローブカードを用いた半導体試験装置に関する。

近年の半導体試験装置に用いられているプローブカードには、基板と補強板が標準仕様として装備されている。

そして、アドバンストプローブカードにおいては、上述の基板と補強板を残しながら、さらに、プローブの実装、信号のファインアウト等のための基板を備える構造となっている。

このような構造のアドバンストプローブカードは、複数の基板から構成され、これらの基板は一部同じ機能を有しているので、その結果、プローブカードは非常に冗長で複雑な構造となっている。

また、これらの基板はそれぞれが精密な構造を必要としており、そのために各基板の製作に手間が掛かり、製造コストが高くなる原因となっている。

このように、必要な性能を満たすために次々と基板を増やしていくような構造のプローブカードでは、製造工程、製造コストでの無駄が生じ、またプローブカードが複雑でサイズが大きくなることにより、このようなプローブカードを用いる半導体検査装置全体も大きくなるという問題が生じている。

上述のような問題点から、低コストでよりシンプルな構造のプローブカードを用いた半導体試験装置が求められている。

そのために、本発明は、従来のプローブカードの機能を分析することによって、共通要素と専用要素に分けて、専用要素の簡素化を図り、簡易な構成のプローブカードを、汎用要素の構成の装置に真空吸着を用いて接続する半導体試験装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体試験装置は、一方の面に吸着領域と電気的接続領域が設けられ、他方の面に検査対象物に応じたプローブが設けられたプローブカード、上記吸着領域に吸着して上記プローブカードを固定する吸着手段、および上記電気的接続領域に接続されて電気信号の授受を行う電気的接続手段を備えたことを特徴とする。

本発明の半導体試験装置は、一方の面に吸着領域と電気的接続領域が設けられ、他方の面に検査対象物に応じたプローブが設けられたプローブカード、上記吸着領域に吸着して上記プローブカードを固定する吸着手段、および上記電気的接続領域に接続されて電気信号の授受を行う電気的接続手段を備えたことにより、より簡単な構成のプローブカードを用いることが可能となり、半導体検査装置の製造コストを低くすることができ、さらに、簡単な構成のプローブカードであっても変形を抑制することができ、十分な検査精度を確保することが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態

以下に図を用いて本発明の半導体試験装置について詳しく説明する。

図１が半導体試験装置１の概略断面図、図２がプローブカード２の平面図である。

本発明の半導体試験装置１は、一方の面に吸着領域５と電気的接続領域６が設けられ、他方の面にプローブ４が設けられたプローブカード２、上記吸着領域５に吸着して上記プローブカード４を固定する吸着手段７、および上記電気的接続領域６に接続されて電気信号の授受を行う電気的接続手段８を備える。

上記プローブカード２の上記吸着領域５と上記電気的接続領域６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すような様々な配置が可能となっている。この吸着領域５と電気的接続領域６は一体的に構成する場合と、それぞれ別の構成とする場合がある。

一体的に構成する場合は、電気的接続領域６には、ポゴ座と呼ばれているランドが領域内に複数配置されている。このランドに上記電気的接続手段８が接触して電気的な接続を行う。

別に構成する場合は、プローブカード２における図２に示す電気的接続領域６の部分は窓となっており、この窓を通して別に構成された電気的接続領域６に上記電気的接続手段８が接続される。

また、上記吸着領域５は、吸着手段７によって吸着される範囲であるので、空気漏れが生じないように表面を平滑に仕上げるか、オーリングなどのパッキンを設ける必要がある。特に、表面を平滑な平面に仕上げて吸着手段と密着させるようにすれば、表面の位置を基準として、プローブの先端を高精度に位置決めすることができる。

上記プローブカード２としては、セラミック基板あるいは同等の基板が用いられる。形状としては、図２に示すような角型、あるいは丸型とすることができる。

上記吸着手段７としては、ウエハチャックに用いられるような真空吸着装置を用いる。図３に示すように、真空吸着装置は吸着面に多数の孔１３が設けられ、この孔１３が排気装置１１に接続されており、排気装置１１によって排気することによって、上記吸着領域５を吸着する。

上記電気的接続手段８としては、ポゴタワーを用いる。上記ポゴタワーは、複数のポゴピン９が配置されており、このポゴピン９が上記プローブカード２の電気的接続領域６に接触して、電気的に接続される。

プローブカード２を吸着手段７によって固定する手順を、図４を用いて説明する。まず、図４（ａ）のホルダー１０にプローブカード２を保持させ、図４（ｂ）の状態にする。そして、排気装置１１によって排気を行い真空吸着装置（吸着手段７）によってプローブカード２の吸着領域５を吸着し、上記プローブカード２を固着する。

上記プローブカード２の固定が完了したら、上記ホルダー１０による上記プローブカード２の保持を解除する（図４（ｃ））。上記プローブカード２は吸着手段７によって固着されているので、ホルダー１０の保持を解除しても問題は無いが、不測の事態に備えて、安全装置として、上記プローブカード２の係り止めを設けることも可能である。

次に、プローブカード２が吸着手段７によって固着される時に同時に行われる電気的接続がどのように行われるか図５を用いて説明する。

上記プローブカード２が吸着手段７によって固着されるまではポゴピン９の先端が真空吸着装置（吸着手段７）の表面よりも突出しており（図５（ａ）の状態）、吸着装置によってプローブカード２が吸着されるときに、上記電気的接続領域６が上記ポゴピン９の先端に押し付けられ、電気的接続が確保される（図５（ｃ）の状態）。

この時、吸着手段７による吸着力（Ｆ_ｖａｃ）と電気的接続手段８による押し圧力（Ｆ_ｐｏｇｏ）との関係は、Ｆ_ｖａｃ＞Ｆ_ｐｏｇｏとなるようにする。これによって、電気的接続手段８の接触圧力に抗してプローブカード２が吸着手段７により固着され、同時に電気的接続手段８と電気的接続領域６との電気的接続がなされる。

ただし、このような電気的接続は、プローブカード２において吸着領域５と電気的接続領域６が一体的に形成されている場合の接続手順であり、吸着領域５と電気的接続領域６が別に構成されている場合は、吸着手段７によりプローブカード２が吸着された後に、プローブカード２に形成された窓を通して電気的接続領域６と電気的接続手段８との接続を行う。

このように、本願発明の半導体試験装置１では、吸着手段７によりプローブカード２を固着することにより、プローブカード２の平面度が維持され、プローブカードの補強効果をもたらす事が可能となる。

これにより、従来の補強板等を用いた複雑な構造のプローブカードをより簡単な構造のプローブカードを用いることが可能となり、半導体試験装置の製造コストを低く抑えることが可能となる。

そして、補強板等の複数の基板を用いた複雑な構造のプローブカードを使用せずに、吸着手段が補強効果を有することにより、プローブカードの変形が抑制され、半導体試験装置の検査精度を高めることが可能となる。

本発明の半導体検査装置を用いることにより、φ３００ｍｍの半導体ウエハを一括で試験する場合でも、プローブカード２の大きさは、プローブカード２を保持する機構および半導体ウエハを保持する機構よりも若干大きい程度で済むことから、半導体検査装置全体を小型化することが可能となる。

本発明の半導体試験装置の概略断面図。 本発明の半導体試験装置に使用するプローブカードの平面図であり、（ａ）が角型のプローブカードの平面図、（ｂ）が丸型のプローブカードの平面図である。 吸着手段および電気的接続手段の斜視図である。 プローブカードを吸着手段によって吸着する手順を（ａ）から（ｃ）に順番に示す概略断面図である。 ポゴピンの先端とプローブカードの電気的接続領域とが接触し電気的接続がなされる順序を（ａ）から（ｃ）に順番に示す概略断面図である。

符号の説明

１ 半導体試験装置
２ プローブカード
３ テスターインターフェース
４ プローブ
５ 吸着領域
６ 電気的接続領域
７ 吸着手段
８ 電気的接続手段
９ ポゴピン
１０ ホルダー
１１ 排気装置
１２ ウエハチャック
１３ 孔

Claims (1)

1. 電気的接続領域と、空気漏れが生じないように形成された吸着領域とが区分されて一方の面に設けられ、他方の面に試験対象物に応じたプローブが設けられたプローブカード、上記吸着領域に吸着して上記プローブカードを固定する吸着手段、および上記電気的接続領域に接続されて電気信号の授受を行う電気的接続手段を備え、
   上記吸着手段で上記プローブカードを固着することにより、上記プローブカードの平面度を維持することを特徴とする半導体試験装置。

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