JP6045993B2 - Probe device - Google Patents
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Description
本発明は、基板の両面に電極を有するパワーデバイスの電気的特性検査をウエハレベルで行うためのプローブ装置に関する。 The present invention relates to a probe apparatus for performing electrical characteristic inspection of a power device having electrodes on both surfaces of a substrate at a wafer level.
半導体デバイスの製造プロセスでは、前工程または後工程の最後に、半導体試験装置により半導体デバイスの基本的な電気的特性が検査され、チップの良否判定が行われる。このような半導体試験装置において、プローブ装置は、ウエハ状態またはウエハレベルで検査を行う際に、半導体ウエハ上の各チップと信号処理の一切を担うテスタとをインタフェースするハンドリング装置として機能する。通常、プローブ装置は、半導体ウエハを載せて支持する可動の載置台（チャックトップ）と、各チップの電極にプローブ針を当ててテスタとの電気的導通をとるプローブカードと、一定位置に固定されたプローブカードないしプローブ針に対して検査対象のチップを位置合わせするために載置台を移動させる移動機構とを備えている。 In the semiconductor device manufacturing process, the basic electrical characteristics of the semiconductor device are inspected by a semiconductor test apparatus at the end of the pre-process or post-process, and the quality of the chip is determined. In such a semiconductor test apparatus, the probe apparatus functions as a handling apparatus that interfaces each chip on the semiconductor wafer with a tester that performs all signal processing when performing inspection at the wafer state or wafer level. Usually, the probe device is fixed at a fixed position, and a movable mounting table (chuck top) for mounting and supporting a semiconductor wafer, a probe card for applying electrical contact to the tester by applying a probe needle to the electrode of each chip, and a probe card. And a moving mechanism for moving the mounting table in order to align the chip to be inspected with respect to the probe card or probe needle.
ところで、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴのような電力用の半導体デバイスいわゆるパワーデバイスは、高電圧で大電流を扱うために、チップの両面に電極を設けて、チップの厚さ方向に電流を流すようになっている。たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴは、チップのおもて面にソース電極とゲート電極を設けるとともに、チップの裏面にドレイン電極を設け、ゲート電極に一定の制御電圧を印加されると、ソース電極とドレイン電極との間で大きな電流を流せるようになっている。また、ＩＧＢＴは、チップのおもて面にエミッタ電極とゲート電極を設ける一方で、チップの裏面にコレクタ電極を設け、ゲート電極に一定の制御電圧を印加されると、エミッタ電極とコレクタ電極との間でパワーＭＯＳＦＥＴよりも更に大きな電流を流せるようになっている。 By the way, power semiconductor devices such as power MOSFETs and IGBTs, so-called power devices, have electrodes provided on both sides of the chip to flow current in the thickness direction of the chip in order to handle a large current at a high voltage. ing. For example, in a power MOSFET, a source electrode and a gate electrode are provided on the front surface of a chip, a drain electrode is provided on the back surface of the chip, and when a constant control voltage is applied to the gate electrode, A large current can flow between them. The IGBT has an emitter electrode and a gate electrode on the front surface of the chip, while a collector electrode is provided on the back surface of the chip. When a constant control voltage is applied to the gate electrode, the emitter electrode and the collector electrode A larger current than that of the power MOSFET can be passed between them.
このようにチップの両面に電極を有するパワーデバイスの電気的特性検査をウエハレベルで行うためのプローブ装置は、検査対象となる個々のチップまたはパワーデバイスとテスタとの間で電気的導通をとるために、半導体ウエハのおもて側の電極（ゲート電極およびソース電極／エミッタ電極）に対しては通常通り上方のプローブカードよりプローブ針を当てる一方で、半導体ウエハの裏側の電極（ドレイン電極／コレクタ電極）に対しては載置台の上面を導体つまり載置面導体で構成し、ウエハ裏側の電極と載置面導体との間で直接接触の電気的接続を形成するようにしている。そして、載置台の載置面導体とテスタの対応する端子との間にはパワーデバイスの出力信号を伝送するための線路または測定ラインを設けている。 In this way, the probe apparatus for performing electrical characteristic inspection of a power device having electrodes on both sides of a chip at the wafer level is to establish electrical continuity between each chip or power device to be inspected and a tester. In addition, while the probe needle is applied from the upper probe card to the front electrode (gate electrode and source / emitter electrode) of the semiconductor wafer, the electrode on the back side of the semiconductor wafer (drain electrode / collector) For the electrode), the upper surface of the mounting table is formed of a conductor, that is, a mounting surface conductor, and direct contact electrical connection is formed between the electrode on the back side of the wafer and the mounting surface conductor. A line or a measurement line for transmitting the output signal of the power device is provided between the mounting surface conductor of the mounting table and the corresponding terminal of the tester.
この場合、被検査チップの位置合わせのために行われる載置台の移動を邪魔しないように、載置台の周辺で測定ラインの引き回しを工夫する必要があり、従来のプローブ装置の多くはケーブルベア（登録商標）に装入された数ｍ以上の長い電気ケーブルを引き回している。しかしながら、そのように数ｍ以上の長い電気ケーブルが用いられると、そのインダクタンスが無視できなくなる。一般に、動特性の検査では、マイクロ秒単位の矩形波パルスが用いられる。この場合、測定ラインのインダクタンスが大きいと、インピーダンスも比例して高くなり、パワーデバイスよりテスタに取り込まれるパルスの波形がなまる。このことによって、たとえばターンオン時間や立ち上がり時間等の測定精度が低下する。 In this case, it is necessary to devise the measurement line to be routed around the mounting table so as not to disturb the movement of the mounting table performed for alignment of the chip to be inspected. A long electric cable of several meters or more inserted in a registered trademark is routed. However, when such a long electric cable of several meters or more is used, its inductance cannot be ignored. In general, in the inspection of dynamic characteristics, a rectangular wave pulse in units of microseconds is used. In this case, if the inductance of the measurement line is large, the impedance also increases proportionally, and the waveform of the pulse taken into the tester from the power device is rounded. Thereby, for example, measurement accuracy such as turn-on time and rise time is lowered.
この問題に対しては、載置台の上方に、通常はプローブ針と干渉しないようにそれよりも横方向の外側でプローブカードより低い位置に、水平方向に一定の拡がりを有する平板の導体を固定配置するとともに、載置台側にはその可動範囲内の任意の位置で平板導体の下面と接触できる昇降可能な接触子を載置台の側面に取り付ける構成のプローブ装置が既に考案されている（特許文献１参照）。 For this problem, a flat conductor with a certain spread in the horizontal direction is fixed above the mounting table, usually at a position outside the probe card outside in the lateral direction so as not to interfere with the probe needle. A probe device has been devised on the mounting table side, in which a liftable contact that can contact the lower surface of the flat conductor at any position within the movable range is attached to the side surface of the mounting table (Patent Literature). 1).
この方式のプローブ装置においては、載置面導体と接触子は載置台の周辺エッジ付近でインダクタンスを無視できる接続導体たとえば短いハードワイヤによって電気的に接続される。そして、位置合わせが完了した載置台の傍らで接触子が原位置から一定の高さ位置まで上昇移動すると、接触子の上端が平板導体の下面に当接して両者間に電気的な接続状態が形成され、ひいてはパワーデバイスの裏側電極とテスタとの間で電気的導通状態が確立される。こうして、載置台の載置面導体から平板導体までの区間では電気ケーブルの引き回しが不要となる。 In this type of probe apparatus, the mounting surface conductor and the contact are electrically connected by a connection conductor, such as a short hard wire, whose inductance is negligible in the vicinity of the peripheral edge of the mounting table. Then, when the contactor moves up from the original position to a certain height position by the side of the mounting table where the alignment is completed, the upper end of the contactor contacts the lower surface of the flat conductor, and an electrical connection state is established between the two. Once formed, electrical conduction is established between the backside electrode of the power device and the tester. Thus, it is not necessary to route the electric cable in the section from the mounting surface conductor to the flat conductor of the mounting table.
しかしながら、上記のようにパワーデバイスの裏側電極とテスタとの間で電気的導通状態を確立するための中継手段として載置台の上方に平板導体を配置する従来のプローブ装置においては、載置面導体から平板導体までの線路ではインダクタンスないしインピーダンスを顕著に低減することはできても、平板導体のインピーダンスが高いために、載置面導体からテスタに至る測定ラインの総インピーダンスは大して低減しない。このため、パワーデバイスの動特性試験においてテスタに取り込まれるパルスの波形のなまりを効果的に小さくすることができない。 However, in the conventional probe apparatus in which the flat conductor is arranged above the mounting table as a relay means for establishing an electrical conduction state between the back electrode of the power device and the tester as described above, the mounting surface conductor Although the inductance or impedance can be remarkably reduced in the line from the flat conductor to the flat conductor, the total impedance of the measurement line from the mounting surface conductor to the tester is not greatly reduced because the impedance of the flat conductor is high. For this reason, the rounding of the waveform of the pulse taken into the tester in the dynamic characteristic test of the power device cannot be effectively reduced.
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するものであり、基板を載置する載置台の載置面導体からテスタに至る測定ラインのインピーダンスを低減して、基板の両面に電極を有するパワーデバイスに対する電気的特性検査（特に動特性検査）の測定精度を向上させるプローブ装置を提供する。 The present invention solves the problems of the prior art as described above, and reduces the impedance of the measurement line from the mounting surface conductor of the mounting table on which the substrate is mounted to the tester, so that electrodes are formed on both surfaces of the substrate. Provided is a probe device that improves the measurement accuracy of electrical characteristic inspection (particularly dynamic characteristic inspection) for a power device having a power supply.
本発明のプローブ装置は、被検査基板上に形成され前記基板の両面に電極を有するパワーデバイスの電気的特性を検査するためのプローブ装置であって、前記基板を載せて支持する移動可能な載置台と、前記載置台と向かい合ってその上方に配置され、前記載置台に支持されている前記基板のおもて面に露出している前記パワーデバイスのおもて側電極にその先端にて接触可能なプローブ針を支持するプローブカードと、前記プローブ針とテスタの対応する第１の端子とを電気的に繋ぐ第１の接続導体と、前記載置台の載置面を形成し、前記載置台に支持されている前記基板の裏面に露出している前記パワーデバイスの裏側電極と接触する載置面導体と、前記載置台に取り付けられ、前記載置面導体に電気的に接続されている昇降移動可能な接触子と、前記プローブカードよりも低い位置で前記載置台の上方に配置され、その下面にて前記接触子と接触可能な導電性のコンタクトプレートと、前記コンタクトプレートと前記テスタの対応する第２の端子とを電気的に繋ぐ第２の接続導体とを有し、前記コンタクトプレートが、網状に広がって、または枝状に分かれて延びる信号伝送路を有する。 A probe apparatus according to the present invention is a probe apparatus for inspecting the electrical characteristics of a power device formed on a substrate to be inspected and having electrodes on both sides of the substrate, and is a movable mounting for mounting and supporting the substrate. The mounting table is disposed above and facing the mounting table, and is in contact with the front electrode of the power device exposed on the front surface of the substrate supported by the mounting table at the tip. Forming a mounting surface of the mounting table, a probe card for supporting a possible probe needle, a first connection conductor for electrically connecting the probe needle and a corresponding first terminal of the tester, and a mounting surface of the mounting table; A mounting surface conductor that is in contact with the backside electrode of the power device exposed on the back surface of the substrate supported by the substrate, and an elevation that is attached to the mounting table and electrically connected to the mounting surface conductor Movable A contact, a conductive contact plate that is disposed above the mounting table at a position lower than the probe card, and that can contact the contact on the lower surface thereof, and a corresponding second of the contact plate and the tester And a second connection conductor that electrically connects the terminals to each other, and the contact plate includes a signal transmission path that extends in a net shape or extends in a branch shape.
上記の装置構成においては、コンタクトプレートが、検査対象のパワーデバイスの裏側電極とテスタとの間で電気的導通状態を確立するための中継手段として、プローブカードより低い位置で載置台の上方に配置され、検査時には下方から上昇移動する接触子と接触する。このコンタクトプレートが網状に広がって、または枝状に分かれて延びる信号伝送路を有することにより、接触子からコンタクトプレートの下面に入った電流は、パルスの高調波成分であっても、コンタクトプレートの網状または枝状の信号伝送路を流れながら、コンタクトプレートを板厚方向に貫通して、第２の接続導体へ抜け出ることにより、コンタクトプレートを低いインピーダンスで通過することができる。その結果、パワーデバイスの裏側電極とテスタの対応する端子との間で電気的導通状態を形成する測定ラインの総インピーダンスも低くなり、テスタに取り込まれるパルスの波形のなまりが減少する。 In the above apparatus configuration, the contact plate is disposed above the mounting table at a position lower than the probe card as a relay means for establishing an electrical conduction state between the back electrode of the power device to be inspected and the tester. At the time of inspection, it comes into contact with a contact that moves upward from below. Since the contact plate has a signal transmission path that extends in a net-like shape or extends in a branch shape, even if the current that has entered the lower surface of the contact plate from the contact is a harmonic component of the pulse, By passing through the contact plate in the thickness direction and flowing out to the second connecting conductor while flowing through the mesh-like or branch-like signal transmission path, the contact plate can pass through with a low impedance. As a result, the total impedance of the measurement line that forms an electrical continuity between the backside electrode of the power device and the corresponding terminal of the tester is also reduced, and the rounding of the waveform of the pulse captured by the tester is reduced.
本発明のプローブ装置によれば、上記のような構成および作用により、基板を載置する載置台の載置面導体からテスタに至る測定ラインのインピーダンスを大幅に低減して、基板の両面に電極を有するパワーデバイスに対する電気的特性検査（特に動特性検査）の測定精度を大きく向上させることができる。 According to the probe device of the present invention, with the configuration and operation as described above, the impedance of the measurement line from the mounting surface conductor of the mounting table on which the substrate is mounted to the tester is greatly reduced, and the electrodes are formed on both surfaces of the substrate. It is possible to greatly improve the measurement accuracy of electrical characteristic inspection (particularly dynamic characteristic inspection) with respect to a power device having the above.
以下、添付図を参照して本発明の実施形態を説明する。
［プローブ装置全体の構成及び作用］
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[Configuration and operation of the entire probe apparatus]
図１に、本発明の一実施形態におけるプローブ装置の構成を示す。図２に、このプローブ装置において斜め下方から見た要部の構成を示す。 FIG. 1 shows a configuration of a probe apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the configuration of the main part of the probe device viewed from obliquely below.
このプローブ装置は、半導体プロセスの前工程を終えた半導体ウエハＷを被検査基板とし、この半導体ウエハＷ上に形成され、チップ（つまりウエハ）の両面に電極が形成されている多数のパワーデバイス（たとえばＩＧＢＴ）について、ウエハレベルでチップ毎の電気的特性、特に動特性の検査を行えるように構成されている。 This probe apparatus uses a semiconductor wafer W that has been subjected to a pre-process of a semiconductor process as a substrate to be inspected, is formed on the semiconductor wafer W, and has a large number of power devices in which electrodes are formed on both surfaces of a chip (that is, a wafer). For example, IGBT) is configured to be able to inspect electrical characteristics, particularly dynamic characteristics, for each chip at the wafer level.
このプローブ装置は、テスタの本体（図示せず）の傍に設置され、筺体（図示せず）により画成されるプローブ室１０の中で、載置台（チャックトップ）１２を移動ステージ１４に搭載するとともに、載置台１２の上方にプローブカード１６をプローブカードホルダ１８により水平に支持（固定）し、プローブカード１６およびプローブカードホルダ１８の上でテスタのテストヘッド２０と着脱可能にドッキングできるようになっている。 This probe apparatus is installed beside a tester main body (not shown), and a mounting table (chuck top) 12 is mounted on a moving stage 14 in a probe chamber 10 defined by a housing (not shown). In addition, the probe card 16 is horizontally supported (fixed) by the probe card holder 18 above the mounting table 12 so that the probe card 16 and the probe card holder 18 can be detachably docked with the test head 20 of the tester. It has become.
より詳細には、載置台１２は、被検査基板の半導体ウエハＷを水平に載せて支持する載置面を有し、この載置面を電気伝導率の高い板状または膜状の導体つまり載置面導体２２で構成している。この載置面導体２２の上に半導体ウエハＷを載せると、半導体ウエハＷ上の裏面にチップ単位で露出している電極（コレクタ電極）が載置面導体２２に直接の接触で電気的に接続されるようになっている。 More specifically, the mounting table 12 has a mounting surface for horizontally mounting and supporting the semiconductor wafer W of the substrate to be inspected, and this mounting surface is a plate-like or film-like conductor having high electrical conductivity, that is, a mounting surface. The mounting surface conductor 22 is used. When the semiconductor wafer W is placed on the mounting surface conductor 22, an electrode (collector electrode) exposed on a back surface of the semiconductor wafer W in units of chips is electrically connected to the mounting surface conductor 22 by direct contact. It has come to be.
載置台１２は、載置面導体２２上で半導体ウエハＷを吸着して保持するためのバキューム機構（図示せず）に接続されており、載置面導体２２には真空吸着用の多数の孔または溝が形成されている。また、載置面導体２２には、載置台１２上で半導体ウエハＷのローディング／アンローディングを行うために昇降移動する複数本のリフトピン（図示せず）を通すための孔も形成されている。 The mounting table 12 is connected to a vacuum mechanism (not shown) for sucking and holding the semiconductor wafer W on the mounting surface conductor 22, and the mounting surface conductor 22 has a number of holes for vacuum suction. Or a groove is formed. The mounting surface conductor 22 is also formed with holes for passing a plurality of lift pins (not shown) that move up and down to load / unload the semiconductor wafer W on the mounting table 12.
移動ステージ１４は、載置台１２を水平（ＸＹ）方向、鉛直(Ｚ)方向および周回（θ）方向に移動させ、かつ可動範囲内の任意の位置で固定（静止）できるように構成されている。 The moving stage 14 is configured to move the mounting table 12 in the horizontal (XY) direction, the vertical (Z) direction, and the circulation (θ) direction, and can be fixed (stationary) at an arbitrary position within the movable range. .
プローブカード１６は、プリント配線板の一種として作製され、半導体ウエハＷ上のおもて面にチップ単位で露出している電極（ゲート電極，エミッタ電極）に個別接触または共通接触するための１本または複数本のプローブ針２４Ｇ，２４Ｅを下面に取り付けている。より詳しくは、各プローブ針２４は、その基端部または根元にてプローブカード１６の対応する接続導体２６Ｇ，２６Ｅの下端に接合されるとともに、中間部にてプローブカード１６の下面より突出する絶縁体の支持部２８に支持され、先端部（自由端）にて半導体ウエハＷのおもて面に露出している対応する電極（ゲート電極，エミッタ電極）に接触するようになっている。 The probe card 16 is manufactured as a kind of printed wiring board, and is used for individual contact or common contact with electrodes (gate electrode, emitter electrode) exposed on the front surface of the semiconductor wafer W in units of chips. Alternatively, a plurality of probe needles 24G and 24E are attached to the lower surface. More specifically, each probe needle 24 is joined to the lower end of the corresponding connection conductor 26G, 26E of the probe card 16 at its base end or base, and is insulated from the lower surface of the probe card 16 at the intermediate portion. It is supported by the body support portion 28 and comes into contact with the corresponding electrode (gate electrode, emitter electrode) exposed on the front surface of the semiconductor wafer W at the tip portion (free end).
各接続導体２６Ｇ，２６Ｅは、プローブカード１６の貫通孔（スルーホール）３０Ｇ，３０Ｅを鉛直方向に貫通してプローブカード１６の上下に露出または突出し、図示のようにドッキング状態ではその上端または頂面にてテストヘッド２０の対応する端子３２Ｇ，３２Ｅとそれぞれ直接の接触で電気的に接続するようになっている。なお、ドッキング状態においてテストヘッド２０とプローブカード１６との間で安定な電気的接続を得るために、たとえばテストヘッド２０側の端子３２Ｇ，３２Ｅ側にバネ（図示せず）を付けてもよい。 Each connection conductor 26G, 26E penetrates through-holes (through-holes) 30G, 30E of the probe card 16 in the vertical direction and is exposed or protrudes above and below the probe card 16, and in the docked state as shown, its upper end or top surface Are electrically connected to the corresponding terminals 32G, 32E of the test head 20 by direct contact. In order to obtain a stable electrical connection between the test head 20 and the probe card 16 in the docked state, for example, springs (not shown) may be attached to the terminals 32G and 32E on the test head 20 side.
プローブカードホルダ１８は、プローブ室１０の上面を構成する堅固な金属板であり、プローブカード１６を囲んでその周囲に水平に延びており、その中心部に形成される開口の中にプローブカード１６を着脱可能または交換可能に取り付けるようになっている。 The probe card holder 18 is a rigid metal plate that constitutes the upper surface of the probe chamber 10, surrounds the probe card 16 and extends horizontally around the probe card 16, and the probe card 16 is in an opening formed at the center thereof. Is designed to be detachable or replaceable.
さらに、プローブカードホルダ１８は、その下面から離して導電性のコンタクトプレート３４を支持する。この実施形態では、プローブカード１６のプローブ針２４Ｇ，２４Ｅと干渉しないようにその左右両側に分かれて一対のコンタクトプレート３４がプローブカードホルダ１８と載置台１２との間で水平に配置される。プローブカードホルダ１８の貫通孔に上から絶縁性のボルト３６が差し込まれ、このボルト３６の先端部がコンタクトプレート３４のネジ穴３５に螺合しており、コンタクトプレート３４は水平に支持される。 Further, the probe card holder 18 supports the conductive contact plate 34 apart from the lower surface thereof. In this embodiment, a pair of contact plates 34 are horizontally arranged between the probe card holder 18 and the mounting table 12 so as not to interfere with the probe needles 24G and 24E of the probe card 16 so as to be separated from the left and right sides thereof. An insulating bolt 36 is inserted into the through hole of the probe card holder 18 from above, and the tip of the bolt 36 is screwed into the screw hole 35 of the contact plate 34 so that the contact plate 34 is supported horizontally.
コンタクトプレート３４の上面には、その中央部にパッド状のプレート上面端子３８が形成され、このプレート上面端子３８の上に鉛直方向に延びる棒状またはブロック状の接続導体４０の下端が直接接触または半田接合等で電気的に接続されている。この接続導体４０は、プローブカードホルダ１８の貫通孔（スルーホール）４２を貫通してプローブカードホルダ１８の上にも露出または突出している。そして、図１に示すように、テストヘッド２０とのドッキング状態において、接続導体４０は、その上端または頂面にてテストヘッド２０の対応する端子３２Ｃと直接の接触で電気的に接続するようになっている。 A pad-shaped plate upper surface terminal 38 is formed at the center of the upper surface of the contact plate 34, and the lower end of a bar-like or block-like connection conductor 40 extending in the vertical direction is directly contacted or soldered on the plate upper surface terminal 38. It is electrically connected by bonding or the like. The connection conductor 40 passes through a through hole (through hole) 42 of the probe card holder 18 and is exposed or protrudes on the probe card holder 18. As shown in FIG. 1, in the docked state with the test head 20, the connection conductor 40 is electrically connected to the corresponding terminal 32C of the test head 20 at its upper end or top surface by direct contact. It has become.
ドッキング状態で安定な電気的接続を得るために、たとえばテストヘッド２０側の端子３２Ｃ側にバネ（図示せず）を付けてもよい。また、接続導体４０をプローブカードホルダ１８に支持させるように、貫通孔４２の中に絶縁体のスリーブまたはパッキン（図示せず）を挿入してもよい。なお、一対のコンタクトプレート３４に対応するテストヘッド２０の左右一対の端子３２Ｃは、テストヘッド２０の中では電気的に共通接続されている。 In order to obtain a stable electrical connection in the docked state, for example, a spring (not shown) may be attached to the terminal 32C side on the test head 20 side. Further, an insulating sleeve or packing (not shown) may be inserted into the through hole 42 so that the connection conductor 40 is supported by the probe card holder 18. The pair of left and right terminals 32C of the test head 20 corresponding to the pair of contact plates 34 are electrically connected in common in the test head 20.
コンタクトプレート３４はこの実施形態の主たる特徴部分であり、その構成および作用は後に詳細に説明する。 The contact plate 34 is a main characteristic part of this embodiment, and its configuration and operation will be described in detail later.
載置台１２の側面には、左右一対のコンタクトプレート３４とそれぞれ独立に接触可能な一対の接触子４４が左右に分かれて取り付けられている。載置台１２がその可動範囲内の如何なる位置に在っても、その位置で少なくとも一方の接触子４４が原位置から一定の高さ位置まで上昇移動（往動）すると、その上端または頂面が対向するコンタクトプレート３４の下面に当接するようになっている。 On the side surface of the mounting table 12, a pair of contacts 44 that can be brought into contact with the pair of left and right contact plates 34 independently are attached to the left and right. Regardless of the position of the mounting table 12 within the movable range, when at least one of the contacts 44 moves upward (forward) from the original position to a certain height position at that position, the upper end or top surface of the contactor 44 moves upward. It contacts the lower surface of the opposing contact plate 34.
この実施形態では、接触子４４がたとえばプローブピンからなり、移動ステージ１４から独立して接触子４４の昇降移動および昇降位置を制御できる昇降機構４５が備わっている。また、接触子４４とコンタクトプレート３４との間で安定な電気的接触を得るために、接触子４４にバネ（図示せず）を付けることができる。各々の接触子４４は、載置台１２の周辺エッジから外に延びる可撓性の接続導体たとえばハードワイヤ４６を介して載置面導体２２に電気的に接続されている。 In this embodiment, the contact 44 is composed of, for example, a probe pin, and is provided with an elevating mechanism 45 that can control the elevating movement and elevating position of the contact 44 independently of the moving stage 14. Further, in order to obtain a stable electrical contact between the contact 44 and the contact plate 34, a spring (not shown) can be attached to the contact 44. Each contactor 44 is electrically connected to the mounting surface conductor 22 via a flexible connecting conductor, for example, a hard wire 46, extending outward from the peripheral edge of the mounting table 12.
このプローブ装置において、半導体ウエハＷ上の各チップ（パワーデバイス）について動特性の検査を行うには、図１に示すようにテスタのテストヘッド２０がドッキングしており、プローブ針２４Ｇ，２４Ｅの先端から半導体ウエハＷが下に離れており、かつ接触子４４がコンタクトプレート３４から下に離れている状態の下で、先ずプローブカード１６ないしプローブ針２４Ｇ，２４Ｅに対する半導体ウエハＷ上の被検査チップ（パワーデバイス）の位置合わせが行われる。この位置合わせでは、移動ステージ１４上で載置台１２が水平（ＸＹ）方向に移動して、被検査チップのおもて側電極（ゲート電極，エミッタ電極）がそれぞれ対応するプローブ針２４Ｇ，２４Ｅの先端の真下に位置決めされる。 In this probe apparatus, in order to inspect the dynamic characteristics of each chip (power device) on the semiconductor wafer W, the test head 20 of the tester is docked as shown in FIG. 1, and the tips of the probe needles 24G and 24E First, under the condition that the semiconductor wafer W is separated downward from the contact plate 34 and the contact 44 is separated downward from the contact plate 34, first, the chip to be inspected on the semiconductor wafer W (the probe card 16 or the probe needles 24G, 24E) Alignment of the power device). In this alignment, the mounting table 12 moves in the horizontal (XY) direction on the moving stage 14, and the probe needles 24G and 24E corresponding to the front side electrodes (gate electrode and emitter electrode) of the chip to be inspected respectively correspond. Positioned just below the tip.
次いで、載置台１２が垂直上方に一定ストロークだけ上昇して、被検査チップのおもて側電極（ゲート電極，エミッタ電極）をそれぞれ対応するプローブ針２４Ｇ，２４Ｅの先端に下から押し当てる。これにより、被検査チップのおもて側電極（ゲート電極，エミッタ電極）とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｇ，３２Ｅとの間で、プローブカード１６の接続導体２６Ｇ，２６Ｅおよびプローブ針２４Ｇ，２４Ｅからなる第１の測定ラインを介して、電気的導通状態が確立される。 Next, the mounting table 12 is raised vertically upward by a fixed stroke, and the front side electrodes (gate electrode and emitter electrode) of the chip to be inspected are pressed against the tips of the corresponding probe needles 24G and 24E from below. Thereby, the connection conductors 26G and 26E of the probe card 16 and the probe needles 24G and 24E are provided between the front side electrodes (gate electrode and emitter electrode) of the chip to be inspected and the corresponding terminals 32G and 32E of the test head 20. An electrical continuity is established via a first measuring line consisting of:
一方、片側または両側の接触子４４を上昇移動（往動）させて、その上端または頂面をコンタクトプレート３４の下面に接触させる。これによって、被検査チップの裏側電極（コレクタ電極）とテストヘッド２０の対応する少なくとも一方の端子３２Ｃとの間で、載置台１２の載置面導体２２、ハードワイヤ４６、少なくとも一方の接触子４４、少なくとも一方のコンタクトプレート３４および少なくとも一方の接続導体４０からなる第２の測定ラインを介して、電気的導通状態が確立される。 On the other hand, the contactor 44 on one side or both sides is moved upward (forward movement), and the upper end or the top surface thereof is brought into contact with the lower surface of the contact plate 34. Thus, the mounting surface conductor 22 of the mounting table 12, the hard wire 46, and at least one contact 44 between the back side electrode (collector electrode) of the chip to be inspected and at least one corresponding terminal 32C of the test head 20. The electric conduction state is established through the second measurement line including at least one contact plate 34 and at least one connection conductor 40.
上記のようにして、半導体ウエハＷ上の被検査チップつまりパワーデバイスの各電極（ゲート電極，エミッタ電極，コレクタ電極）とテストヘッド２０の各対応する端子３２Ｇ，３２Ｅ，３２Ｃとの間で電気的導通状態がとられる。そして、この状態の下で、テスタから第１および第２の測定ラインを介して当該パワーデバイスのエミッタ電極およびコレクタ電極間に所定の高電圧が印加され、ゲート電極に所定の制御パルスが印加されると、当該パワーデバイスより大電流のパルスが出力され、この大電流のパルスが第１および第２の測定ラインを流れてテスタに取り込まれる。テスタは、テストヘッド２０の端子３２Ｃに取り込んだパルスを基に、所定の信号処理により、たとえばターンオン時間やターンオフ時間、あるいは立ち上がり時間や立ち下がり時間等を測定して、動特性を評価し、当該パワーデバイスの良否判定を行う。 As described above, electrical connection is made between each chip (gate electrode, emitter electrode, collector electrode) of the chip to be inspected on the semiconductor wafer W, that is, the corresponding terminal 32G, 32E, 32C of the test head 20. A conduction state is established. Under this state, a predetermined high voltage is applied between the emitter electrode and the collector electrode of the power device via the first and second measurement lines from the tester, and a predetermined control pulse is applied to the gate electrode. Then, a large current pulse is output from the power device, and this large current pulse flows through the first and second measurement lines and is taken into the tester. The tester evaluates the dynamic characteristics by measuring, for example, turn-on time, turn-off time, rise time, fall time, etc. by predetermined signal processing based on the pulse taken into the terminal 32C of the test head 20, Determines whether the power device is good or bad.
図３Ａ〜図３Ｅに、半導体ウエハＷ上の全てのチップに対して上記のような動特性検査を行う場合に、載置台１２および接触子４４が移動範囲内の中心基準位置または一方向に最大シフトした場合のコンタクトプレートと接触子との位置関係を示す。なお、図示の例では、電流容量を大きくするために、並列に３個の接触子４４を設けている。 3A to 3E, when the above-described dynamic characteristic inspection is performed on all the chips on the semiconductor wafer W, the mounting table 12 and the contact 44 are maximum in the center reference position or one direction within the moving range. The positional relationship between the contact plate and the contact when shifted is shown. In the illustrated example, three contactors 44 are provided in parallel to increase the current capacity.
すなわち、図３Ａは、半導体ウエハＷ上の中心のチップについて検査を行うために、載置台１２がＸＹ方向の中心位置または基準位置（０，０）に在る場合である。この場合は、左右両側の接触子４４がそれぞれ左右両側のコンタクトプレート３４の下に位置する。この位置で、左右両側の接触子４４は、原位置から上昇（往動）することで、左右両側のコンタクトプレート３４の下面にそれぞれ接触することができる。こうして、第２の測定ラインは左右両側の２系統（あるいは左右いずれかの一系統）で構築または結線される。 That is, FIG. 3A shows a case where the mounting table 12 is at the center position or the reference position (0, 0) in the XY direction in order to perform inspection on the center chip on the semiconductor wafer W. In this case, the left and right contacts 44 are positioned below the left and right contact plates 34, respectively. At this position, the contacts 44 on both the left and right sides can be brought into contact with the lower surfaces of the contact plates 34 on both the left and right sides by moving upward (forward movement) from the original position. Thus, the second measurement line is constructed or connected by two systems (or one of the left and right systems) on both the left and right sides.
図３Ｂは、半導体ウエハＷ上の図の右端のチップについて検査を行うために、載置台１２がＸＹ方向の中心位置（０，０）から−Ｘ方向に約Ｄ／２（Ｄはウエハの直径）だけシフトした場合である。この場合は、左側の接触子４４が左側のコンタクトプレート３４の外（左）に位置しており、両者間で電気的接触は得られない。しかし、右側の接触子４４は右側のコンタクトプレート３４の下に位置しているので、両者間の電気的接触は得られる。したがって、第２の測定ラインは、左側系統では結線されないが、右側系統では結線される。 FIG. 3B shows that the mounting table 12 moves from the center position (0, 0) in the XY direction to the −X direction by about D / 2 (D is the diameter of the wafer) in order to inspect the rightmost chip on the semiconductor wafer W. ). In this case, the left contact 44 is positioned outside (left) the left contact plate 34, and electrical contact cannot be obtained between them. However, since the right contact 44 is located under the right contact plate 34, electrical contact between them can be obtained. Therefore, the second measurement line is not connected in the left system, but is connected in the right system.
図３Ｃは、半導体ウエハＷ上の図の左端のチップについて検査を行うために、載置台１２がＸＹ方向の中心位置（０，０）から＋Ｘ方向に約Ｄ／２だけシフトした場合である。この場合は、図３Ｂの場合と逆になり、第２の測定ラインは、右側系統では結線されないが、左側系統では結線される。 FIG. 3C shows a case where the mounting table 12 is shifted by about D / 2 in the + X direction from the center position (0, 0) in the XY direction in order to inspect the leftmost chip in the drawing on the semiconductor wafer W. In this case, the case is opposite to that in FIG. 3B, and the second measurement line is not connected in the right system, but is connected in the left system.
図３Ｄは、半導体ウエハＷ上の図の下端のチップについて検査を行うために、載置台１２がＸＹ方向の中心位置（０，０）から＋Ｙ方向に約Ｄ／２だけシフトした場合である。また、図３Ｅは、半導体ウエハＷ上の図の上端のチップについて検査を行うために、載置台１２がＸＹ方向の中心位置（０，０）から−Ｘ方向に約Ｄ／２だけシフトした場合である。いずれの場合でも、第２の測定ラインは、左右両側の２系統（あるいは左右いずれかの一系統）で結線される。 FIG. 3D shows a case where the mounting table 12 is shifted by about D / 2 from the center position (0, 0) in the XY direction to the + Y direction in order to inspect the chip at the lower end of the figure on the semiconductor wafer W. FIG. 3E shows a case where the mounting table 12 is shifted by about D / 2 in the −X direction from the center position (0, 0) in the XY direction in order to inspect the uppermost chip on the semiconductor wafer W. It is. In any case, the second measurement line is connected by two systems on the left and right sides (or one system on either side).
図４に、全チップ検査のために載置台１２を移動させた場合に、右側の接触子４４が右側のコンタクトプレート３４に接触する領域ＣＥを斜線部分で示す。図示のように、コンタクトプレート３４上で接触子４４が接触する領域ＣＥは、コンタクトプレート３４の略全面積に重なっている。左側の接触子４４と左側のコンタクトプレート３４との間でも同じである。 In FIG. 4, a region CE where the right contact 44 contacts the right contact plate 34 when the mounting table 12 is moved for the entire chip inspection is indicated by hatching. As shown in the figure, the region CE where the contact 44 contacts on the contact plate 34 overlaps substantially the entire area of the contact plate 34. The same is true between the left contact 44 and the left contact plate 34.
すなわち、この実施形態では、全チップ検査で載置台１２の位置が変わる度に接触子４４とコンタクトプレート３４との間の接触位置が変わり、コンタクトプレート３４のインピーダンス（より正確には接触子４４と接続導体４０との間のインピーダンス）も変化する中で、そのインピーダンス平均値を可及的に低くするように、コンタクトプレート３４の形状および面積を必要最小限に設計している。もっとも、第２の測定ラインが常に左右両側の２系統で結線されるように、コンタクトプレート３４のサイズ（面積）を図の左右の方向（Ｘ方向）で拡張する構成も可能である。 That is, in this embodiment, the contact position between the contact 44 and the contact plate 34 changes each time the position of the mounting table 12 changes in the whole chip inspection, and the impedance of the contact plate 34 (more precisely, the contact 44 and The shape and area of the contact plate 34 are designed to the minimum necessary so that the average impedance value is as low as possible while the impedance between the connection conductor 40 and the connection conductor 40 is also changed. However, a configuration in which the size (area) of the contact plate 34 is expanded in the left and right direction (X direction) in the drawing so that the second measurement line is always connected by two systems on both the left and right sides.
上記したように、このプローブ装置では、検査対象のパワーデバイスの各電極とテストヘッド２０の各対応する端子との間で電気的導通状態を形成する第１および第２の測定ラインを可及的に短くしている。特に、第１の測定ラインにおいて、プローブ針２４Ｇ，２４Ｅの基端とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｇ，３２Ｅとは、鉛直方向で真正面に向かい合い、プローブカード１６の接続導体２６Ｇ，２６Ｅを介して最短距離で電気的に接続されている。また、第２の測定ラインにおいて、コンタクトプレート３４のプレート上面端子３８とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｃとは、鉛直方向で真正面に向かい合い、プローブカードホルダ１８の貫通孔４２を電気的に非接触で貫通する棒状（またはブロック状）の接続導体４０を介して最短距離で電気的に接続されている。このように第１および第２の測定ラインの線路長を可及的に短くすることによって、動特性検査の際に第１および第２の測定ラインを流れるパルスの電流が受けるインピーダンスを従来より格段に低くしている。 As described above, in this probe apparatus, the first and second measurement lines that form an electrical conduction state between each electrode of the power device to be inspected and each corresponding terminal of the test head 20 are provided as much as possible. To make it shorter. In particular, in the first measurement line, the base ends of the probe needles 24G and 24E and the corresponding terminals 32G and 32E of the test head 20 face directly in front in the vertical direction and are connected via the connection conductors 26G and 26E of the probe card 16. It is electrically connected with the shortest distance. In the second measurement line, the plate upper surface terminal 38 of the contact plate 34 and the corresponding terminal 32C of the test head 20 face directly in front in the vertical direction, and the through hole 42 of the probe card holder 18 is not electrically contacted. Are electrically connected at the shortest distance via a bar-shaped (or block-shaped) connecting conductor 40 penetrating through the line. In this way, by shortening the line length of the first and second measurement lines as much as possible, the impedance received by the current of the pulse flowing through the first and second measurement lines during the dynamic characteristic inspection is markedly higher than before. Is low.
そして、以下に述べるように、コンタクトプレート３４上でパルスの電流が受けるインピーダンス（より正確には接触子４４と接続導体４０との間のインピーダンス）を可及的に低くするための特殊なプレート構造をコンタクトプレート３４に持たせているので、第２の測定ラインの総インピーダンスをより一層低減している。このことにより、テスタに取り込まれるパルスの波形に生じるなまりを可及的に小さくして、動特性検査における測定の精度ないし判定性能を大きく向上させることができる。
［コンタクトプレートの構成及び作用］
As described below, a special plate structure for reducing the impedance (more precisely, the impedance between the contact 44 and the connection conductor 40) received by the pulse current on the contact plate 34 as much as possible. Is provided on the contact plate 34, the total impedance of the second measurement line is further reduced. As a result, the rounding generated in the waveform of the pulse taken into the tester can be made as small as possible, and the measurement accuracy or determination performance in the dynamic characteristic inspection can be greatly improved.
[Composition and action of contact plate]
図５に、一実施例におけるコンタクトプレート３４の構成を示す。図示のように、コンタクトプレート３４は、撓みの無い水平な姿勢を安定に保つため、ボード並みの板厚（たとえば５ｍｍ〜１０ｍｍ）を有している。ただし、コンタクトプレート３４は、従来のような平板ではなく、メッシュ構造を有している。図示の例は、格子状のメッシュ構造であり、透かし部（開口部）５０を縦横に区切っている非透かし部（骨格部）５２が信号伝送路（つまり第２の測定ラインの一部）を形成している。 FIG. 5 shows the configuration of the contact plate 34 in one embodiment. As shown in the figure, the contact plate 34 has a board-like thickness (for example, 5 mm to 10 mm) in order to stably maintain a horizontal posture without bending. However, the contact plate 34 is not a flat plate as in the prior art but has a mesh structure. The illustrated example has a lattice-like mesh structure, and a non-watermark part (skeleton part) 52 that divides a watermark part (opening part) 50 vertically and horizontally is used as a signal transmission path (that is, a part of the second measurement line). Forming.
このようにコンタクトプレート３４がメッシュ構造を有することにより、動特性検査において半導体ウエハＷ上の被検査パワーデバイスより出力されたパルスの電流ｉは、第２の測定ライン上でコンタクトプレート３４を低いインピーダンスで通過することができる。すなわち、図６Ａに示すように、接触子４４よりコンタクトプレート３４の下面に入った電流ｉは、その付近の透かし部（開口部）５０あるいは接触子４４とプレート上面端子３８とを結ぶ直線に沿って分布する任意の透かし部５０を通り抜けて、コンタクトプレート３４の上面に出る。そして、コンタクトプレート３４の上面に出た電流ｉは、非透かし部（骨格部）５２を通ってプレート上面端子３８に至り、そこから接続導体４０を通ってテストヘッド２０の端子３２Ｃに入る（図１）。 Since the contact plate 34 has a mesh structure as described above, the pulse current i output from the power device to be inspected on the semiconductor wafer W in the dynamic characteristic inspection causes the contact plate 34 to have a low impedance on the second measurement line. You can pass by. That is, as shown in FIG. 6A, the current i that has entered the lower surface of the contact plate 34 from the contactor 44 is along a watermark (opening) 50 or a straight line connecting the contactor 44 and the plate upper surface terminal 38 in the vicinity thereof. And pass through an arbitrary watermark portion 50 distributed to the upper surface of the contact plate 34. The current i that has flowed to the upper surface of the contact plate 34 passes through the non-watermark portion (frame portion) 52 to the plate upper surface terminal 38, and then passes through the connection conductor 40 and enters the terminal 32 </ b> C of the test head 20 (FIG. 1).
すなわち、動特性検査において被検査パワーデバイスより出力されるパルス（通常は矩形波のパルス）は、基本波と多数の高調波とからなり、高次の高調波はコンタクトプレート３４上では表皮効果によりプレート表層部を伝播する。しかし、コンタクトプレート３４はメッシュ構造になっているので、接触子４４よりコンタクトプレート３４の下面に入ったパルスの高次の高調波は、透かし部（開口部）５０の内壁または非透かし部５２の側面表層部を伝播して、コンタクトプレート３４を板厚方向に貫通する。このことによって、被検査パワーデバイスより出力されたパルスの電流（特に高調波成分）ｉは、コンタクトプレート３４を低いインピーダンスで通過することができる。その結果、第２の測定ラインの総インピーダンスも低くなり、テスタに取り込まれるパルスの波形のなまりが著しく減少する。 That is, a pulse (usually a rectangular wave pulse) output from the power device to be inspected in the dynamic characteristic inspection is composed of a fundamental wave and a large number of harmonics, and higher harmonics are caused on the contact plate 34 by the skin effect. Propagates the plate surface. However, since the contact plate 34 has a mesh structure, higher-order harmonics of the pulse that have entered the lower surface of the contact plate 34 from the contactor 44 are caused by the inner wall of the watermark portion (opening) 50 or the non-watermark portion 52. It propagates through the side surface layer and penetrates the contact plate 34 in the thickness direction. Thus, the pulse current (particularly harmonic component) i output from the power device to be inspected can pass through the contact plate 34 with low impedance. As a result, the total impedance of the second measurement line is also lowered, and the rounding of the waveform of the pulse taken into the tester is significantly reduced.
これに対して、比較例として、平板のコンタクトプレート３４'の場合は、図６Ｂに示すように、接触子４４よりコンタクトプレート３４'の下面に入ったパルスの電流（特に高調波成分）ｉ'は、表皮効果によりコンタクトプレート３４'の周縁エッジを迂回してプレート上面端子３８に辿り着くことになるため、コンタクトプレート３４を高いインピーダンスで通過することになる。その結果、第２の測定ラインの総インピーダンスが高くなり、テスタに取り込まれるパルスの波形のなまりを効果的に除去ないし低減するのが困難になる。
［コンタクトプレートに関する他の実施例又は変形例］
On the other hand, as a comparative example, in the case of a flat contact plate 34 ′, as shown in FIG. 6B, the pulse current (particularly harmonic component) i ′ entering the lower surface of the contact plate 34 ′ from the contact 44 is shown. Because the skin effect bypasses the peripheral edge of the contact plate 34 'and reaches the plate upper surface terminal 38, the contact plate 34 passes through the contact plate 34 with high impedance. As a result, the total impedance of the second measurement line becomes high, and it becomes difficult to effectively remove or reduce the rounding of the waveform of the pulse taken into the tester.
[Other Embodiments or Modifications Related to Contact Plate]
コンタクトプレート３４の上記実施例における格子状のメッシュ構造は一例であり、コンタクトプレート３４は任意の網目模様のメッシュ構造を有することができる。したがって、たとえば図７に示すように、プレート上面端子３８を中心としてその周りに透かし部５０が放射状に分布するようなメッシュ構造も可能であり、この場合も非透かし部（骨格部）５２が信号伝送路を形成する。 The lattice-like mesh structure in the above embodiment of the contact plate 34 is an example, and the contact plate 34 can have an arbitrary mesh pattern mesh structure. Therefore, for example, as shown in FIG. 7, a mesh structure in which the watermark portion 50 is distributed radially around the plate upper surface terminal 38 is also possible. In this case, the non-watermark portion (skeleton portion) 52 is also a signal. A transmission line is formed.
さらに、コンタクトプレート３４は、メッシュ以外の構成によっても、網状に広がる信号伝送路を有することができる。すなわち、図８Ａ，図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、コンタクトプレート３４は、肉薄部５０'および肉厚部５２'をメッシュの透かし部５０および非透かし部５２にそれぞれ対応させて配置する繰り返し模様の凹凸面５４を両面または片面に有してもよい。 Further, the contact plate 34 can have a signal transmission path that spreads in a net shape even with a configuration other than the mesh. That is, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the contact plate 34 has a repeated pattern in which the thin portion 50 ′ and the thick portion 52 ′ are arranged in correspondence with the mesh watermark portion 50 and the non-watermark portion 52, respectively. The uneven surface 54 may be provided on both sides or one side.
この場合は、肉厚部５２'が信号伝送路を形成する。すなわち、接触子４４よりコンタクトプレート３４の下面に入ったパルスの高次の高調波は、肉薄部５０'の厚さがスキンデップスよりも小さければ、そこを貫通して上面に抜けることができる。これによって、メッシュの場合と同様に、パワーデバイスより出力されたパルスの電流（特に高調波成分）ｉは、コンタクトプレート３４を低いインピーダンスで通過することができる。 In this case, the thick part 52 ′ forms a signal transmission path. That is, the higher-order harmonics of the pulse that have entered the lower surface of the contact plate 34 from the contactor 44 can pass through the upper surface if the thickness of the thin portion 50 ′ is smaller than the skin depth. As a result, as in the case of the mesh, the pulse current (particularly harmonic component) i output from the power device can pass through the contact plate 34 with low impedance.
さらに、別の実施例として、コンタクトプレート３４は、上記のような網状に広がる信号伝送路の代わりに、枝状に分かれて延びる信号伝送路を有することもできる。 Furthermore, as another embodiment, the contact plate 34 may have a signal transmission path that extends in a branch shape instead of the signal transmission path that spreads in a net shape as described above.
具体的には、図９〜図１１に示すように、この実施例におけるコンタクトプレート３４は、信号伝送路を構成する多数の板片ＣＰが多層構造（図示の例は６層構造）で分岐している板片複合体を有している。ここで、図９はコンタクトプレート３４の全体構成を示す斜視図、図１０は部分拡大斜視図、および図１１は側面図である。 Specifically, as shown in FIGS. 9 to 11, in the contact plate 34 in this embodiment, a large number of plate pieces CP constituting a signal transmission path are branched in a multilayer structure (the example shown is a six-layer structure). Plate composite. Here, FIG. 9 is a perspective view showing the entire configuration of the contact plate 34, FIG. 10 is a partially enlarged perspective view, and FIG. 11 is a side view.
この多層構造の板片複合体において、第１層（最上層）には、プレート上面端子３８の両側でＹ方向にまっすぐ延びる最大面積のＩ型板片ＣＰ1が１個設けられている。 In this multilayered plate-piece composite, the first layer (uppermost layer) is provided with one I-type plate piece CP1 having the maximum area extending straight in the Y direction on both sides of the plate upper surface terminal 38.
第２層には、Ｘ方向にまっすぐ延びる「Ｉ」型の板片ＣＰ2Aと、Ｙ方向にまっすぐ延びる１本の長尺状板片部とＸ方向にまっすぐ延びる１本の長尺状板片部とが一体に組み合わさった「Ｔ」型の板片ＣＰ2Bがそれぞれ２個設けられている。ここで、Ｉ型板片ＣＰ2AおよびＴ型板片ＣＰ2Bはいずれも第１層のＩ型板片ＣＰ1より小さい（数分の１程度の）面積を有している。そして、各々のＩ型板片ＣＰ2Aはその中心部にて第１層のＩ型板片ＣＰ1の中間部に接続され、各々のＴ型板片ＣＰ2BはそのＹ方向の延びる長尺状板片部の先端部にて第１層のＩ型板片ＣＰ1の先端部に接続されている。 The second layer includes an “I” -shaped plate piece CP 2A extending straight in the X direction, one long plate piece extending straight in the Y direction, and one long plate piece extending straight in the X direction. Two “T” -shaped plate pieces CP 2B , each of which is integrally combined with each other, are provided. Here, each of the I-type plate piece CP 2A and the T-type plate piece CP 2B has an area (about a fraction) smaller than the I-type plate piece CP 1 of the first layer. Each I-shaped plate piece CP 2A is connected to the middle portion of the first-layer I-shaped plate piece CP 1 at the center thereof, and each T-shaped plate piece CP 2B is elongated in the Y direction. It is connected to the distal portion of the type I plate piece CP 1 of the first layer at the tip portion of the plate piece.
第３層には、Ｙ方向にまっすぐ延びる１本の長尺状板片部とＸ方向にまっすぐ延びる２本の長尺状板片部とが一体に組み合わさった「Ｈ」型または略「Ｈ」型のＣＰ3が８個設けられている。ここで、Ｈ型または略「Ｈ」型板片ＣＰ3は第２層のＩ型板片ＣＰ2AおよびＴ型板片ＣＰ2Bより小さい（数分の１程度の）面積を有している。そして、各々のＨ型または略「Ｈ」型板片ＣＰ3は、その中心部にて第２層のいずれかのＩ型板片ＣＰ2AまたはＴ型板片ＣＰ2Bの一端部に接続されている。 The third layer has an “H” shape or a substantially “H” shape in which one long plate piece portion extending straight in the Y direction and two long plate piece portions extending straight in the X direction are integrally combined. "type of CP 3 is provided with eight. Here, the H-type or substantially “H” -type plate piece CP 3 has a smaller area (about a fraction) than the I-type plate piece CP 2A and the T-type plate piece CP 2B of the second layer. Each H-shaped or substantially “H” -shaped plate piece CP 3 is connected to one end portion of either the I-type plate piece CP 2A or the T-type plate piece CP 2B of the second layer at the center thereof. Yes.
第４層には、Ｙ方向にまっすぐ延びる１本の長尺状板片部とＸ方向にまっすぐ延びる２本の長尺状板片部とが一体に組み合わさった「Ｈ」型の板片部ＣＰ4が多数（３０個以上）設けられている。ここで、第４層のＨ型板片部ＣＰ4は第３層のＨ型板片部ＣＰ3より小さい（数分の１程度の）面積を有している。そして、第４層の各々のＨ型板片部ＣＰ4は、その中心部にて第３層のいずれかのＨ型板片部ＣＰ3の一端部に接続されている。 In the fourth layer, an “H” -shaped plate piece portion in which one long plate piece portion extending straight in the Y direction and two long plate pieces extending straight in the X direction are integrally combined. A large number (30 or more) of CP 4 is provided. Here, H-type plate piece portion CP 4 of the fourth layer has a H-shaped plate piece portion CP 3 smaller (several fractions of a) the area of the third layer. Then, H-shaped plate piece portion CP 4 of each of the fourth layer is connected to one end of one of the H-shaped plate piece portion CP 3 of the third layer at its center.
第５層および第６層（最下層）にも、Ｙ方向にまっすぐ延びる１本の長尺状板片部とＸ方向にまっすぐ延びる２本の長尺状板片部とが一体に組み合わさった「Ｈ」型の板片部ＣＰ5，ＣＰ6がそれぞれ多数（ＣＰ5は１００個以上、ＣＰ6は数１００個以上）設けられている。ここで、第５層のＨ型板片部ＣＰ5は第４層のＨ型板片部ＣＰ4より小さい（数分の１程度の）面積を有し、第６層のＨ型板片部ＣＰ6は第５層のＨ型板片部ＣＰ5より小さい（数分の１程度の）面積を有している。そして、第５層の各々のＨ型板片部ＣＰ5はその中心部にて第４層のいずれかのＨ型板片部ＣＰ4の一端部に接続され、第６層の各々のＨ型板片部ＣＰ6はその中心部にて第５層のいずれかのＨ型板片部ＣＰ5の一端部に接続されている。 Also in the fifth layer and the sixth layer (lowermost layer), one long plate piece portion extending straight in the Y direction and two long plate piece portions extending straight in the X direction are integrally combined. A large number of “H” -shaped plate pieces CP 5 and CP 6 are provided (CP 5 is 100 or more, CP 6 is several 100 or more). Here, the H-shaped plate piece portion CP 5 of the fifth layer has a H-shaped plate piece portion CP 4 smaller (several fractions of a) the area of the fourth layer, H-type plate piece portion of the sixth layer CP 6 has a smaller area (about a fraction) than the fifth layer H-shaped plate piece CP 5 . Each of the H-shaped plate piece portion CP 5 of the fifth layer is connected to one end of one of the H-shaped plate piece portion CP 4 of the fourth layer at its center, H-type of each of the sixth layer The plate piece portion CP 6 is connected to one end portion of any H-type plate piece portion CP 5 of the fifth layer at the center thereof.
上記のように、この多層構造の板片複合体においては、上層から下層にいくほど、板片の一個当たりの面積が減少するとともに、板片の一層当たりの個数が増して、上下で連続する２層の間で分岐する数も増大し、板片の一層内に分布する領域が拡大している。したがって、１層当たりの個数および領域（面積）が最小である最上層の板片ＣＰ1がコンタクトプレート３４の上面を形成し、１層当たりの個数および領域（面積）が最大である最下層の板片ＣＰ6がコンタクトプレート３４の下面を形成する。 As described above, in this multi-layered plate piece composite, the area per plate piece decreases and the number of plate pieces per layer increases continuously from the upper layer to the lower layer. The number of branches between the two layers has also increased, and the area distributed in one layer of the plate piece has expanded. Therefore, the uppermost plate piece CP 1 in number and area per layer (area) at minimum to form the upper surface of the contact plate 34, the number and area per layer (area) of the bottom layer which is the maximum The plate piece CP 6 forms the lower surface of the contact plate 34.
動特性検査において、接触子４４は、コンタクトプレート３４内のいずれかの位置で最下層つまり第６層の板片ＣＰ6に接触する。そして、接触子４４よりコンタクトプレート３４の下面に入った電流ｉは、第５層の板片ＣＰ5、第４層の板片ＣＰ4、第３層の板片ＣＰ3、第２層の板片ＣＰ2A、Ｔ型板片ＣＰ2Bおよび第１層の板片ＣＰ1の順に流れて各所で分流または合流を行いながら、上面プレート端子３８に辿り着く。 In the dynamic characteristic inspection, the contact 44 contacts the lowermost layer, that is, the sixth-layer plate piece CP 6 at any position in the contact plate 34. Then, the current i that has entered the lower surface of the contact plate 34 from the contactor 44 is the fifth layer plate piece CP 5 , the fourth layer plate piece CP 4 , the third layer plate piece CP 3 , and the second layer plate. The pieces CP 2A , the T-shaped plate piece CP 2B and the first-layer plate piece CP 1 flow in this order to reach the upper surface plate terminal 38 while being divided or merged at various points.
このように多層構造の板片複合体からなるコンタクトプレート３４においては、接触子４４が上面プレート端子３８から離れているほど、接触子４４から上面プレート端子３８に向かう電流が広い領域で細かく分流し、次第に大きな合流を形成するので、コンタクトプレート３４上の各位置で均一化されたインピーダンスが得られる。
［コンタクトプレート以外の他の実施形態又は変形例］
As described above, in the contact plate 34 formed of a multi-layered plate composite, the further away the contact 44 is from the upper plate terminal 38, the smaller the current from the contact 44 to the upper plate terminal 38 is divided in a wider region. Since a gradually large merge is formed, a uniform impedance is obtained at each position on the contact plate 34.
[Other embodiments or modifications other than the contact plate]
本発明のプローブ装置においては、コンタクトプレート３４以外の部分でも他の実施例または変形例が可能である。 In the probe device of the present invention, other embodiments or modifications can be made in parts other than the contact plate 34.
たとえば、上記実施形態においては、上述したように、第１の測定ラインにおいては、プローブ針２４Ｇ，２４Ｅの基端とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｇ，３２Ｅとが、鉛直方向で真正面に向かい合い、プローブカード１６の接続導体２６Ｇ，２６Ｅを介して最短距離で電気的に接続されている。また、第２の測定ラインにおいては、コンタクトプレート３４のプレート上面端子３８とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｃとが、鉛直方向で真正面に向かい合い、プローブカードホルダ１８の貫通孔４２を電気的に非接触で貫通する棒状（またはブロック状）の接続導体４０を介して最短距離で電気的に接続されている。 For example, in the above-described embodiment, as described above, in the first measurement line, the proximal ends of the probe needles 24G and 24E and the corresponding terminals 32G and 32E of the test head 20 face each other in the vertical direction. The probe card 16 is electrically connected at the shortest distance via connection conductors 26G and 26E. In the second measurement line, the plate upper surface terminal 38 of the contact plate 34 and the corresponding terminal 32C of the test head 20 face each other in the vertical direction so that the through hole 42 of the probe card holder 18 is electrically non-conductive. They are electrically connected at the shortest distance via a bar-shaped (or block-shaped) connecting conductor 40 that penetrates through contact.
しかし、インピーダンスの増加を伴うが、たとえば第１の測定ラインにおいて、プローブ針２４Ｇ，２４Ｅの基端とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｇ，３２Ｅとの間に介在する接続導体として、プローブカード１６の上記単体の接続導体２６Ｇ，２６Ｅを複合的な接続導体、あるいは被直線的な接続導体に変更することや、電気ケーブルを用いることも可能である。同様に、第２の測定ラインにおいて、コンタクトプレート３４のプレート上面端子３８とテストヘッド２０の対応する端子３２Ｃとの間に介在する接続導体として、単体の接続導体４０を複合的な接続導体、あるいは被直線的な接続導体に変更することや、電気ケーブルを用いることも可能である。 However, with an increase in impedance, for example, in the first measurement line, as a connecting conductor interposed between the base ends of the probe needles 24G and 24E and the corresponding terminals 32G and 32E of the test head 20, the probe card 16 The single connection conductors 26G and 26E can be changed to composite connection conductors or straight connection conductors, or an electric cable can be used. Similarly, in the second measurement line, as a connection conductor interposed between the plate upper surface terminal 38 of the contact plate 34 and the corresponding terminal 32C of the test head 20, a single connection conductor 40 is a composite connection conductor or It is possible to change to a straight connection conductor or use an electric cable.
また、コンタクトプレート３４は、上記実施形態のような２分割タイプのものに限定されない。たとえば、プローブ針と干渉しないようにその全周囲に延びる一体型または単体のコンタクトプレートであってもよい。接触子４４も、上記実施形態のようなプロープピンに限定されず、たとえば上記特許文献１に開示されるようなミアンダ型または揺動型のものも使用可能である。上記実施形態におけるプローブ装置は、上記のような動特性の検査に限らず、静特性の検査にも使用できるのは勿論である。 Further, the contact plate 34 is not limited to the two-divided type as in the above embodiment. For example, it may be an integrated or single contact plate extending around the entire circumference so as not to interfere with the probe needle. The contact 44 is not limited to the probe pin as in the above embodiment, and for example, a meander type or a swing type as disclosed in Patent Document 1 can be used. Of course, the probe apparatus in the above embodiment can be used not only for the inspection of the dynamic characteristics as described above but also for the inspection of the static characteristics.
１２ 載置台
１４ 移動ステージ
１６ プローブカード
１８ プローブカードホルダ
２０ テストヘッド
２２ 載置面導体
２４Ｇ，２４Ｅ プローブ針
２６Ｇ，２６Ｅ 接続導体
３２Ｇ，３２Ｅ，３２Ｃ テストヘッドの端子
３４ コンタクトプレート
３８ プレート上面端子
４０ 接続導体
４４ 接触子
４６ ハードワイヤ
５０ 透かし部（開口部）
５２ 非透かし部（骨格部）
５０' 肉薄部
５２' 肉厚部
５４ 凹凸面
ＣＰ1，ＣＰ2，ＣＰ3，ＣＰ4，ＣＰ5，ＣＰ6 板片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Mounting stand 14 Moving stage 16 Probe card 18 Probe card holder 20 Test head 22 Mounting surface conductor 24G, 24E Probe needle 26G, 26E Connection conductor 32G, 32E, 32C Test head terminal 34 Contact plate 38 Plate upper surface terminal 40 Connection conductor 44 Contact 46 Hard Wire 50 Watermark (Opening)
52 Non-watermark part (skeleton part)
50 'the thin portion 52' the thick portion 54 irregular surface CP 1, CP 2, CP 3 , CP 4, CP 5, CP 6 plate piece
Claims (16)
前記基板を載せて支持する移動可能な載置台と、
前記載置台と向かい合ってその上方に配置され、前記載置台に支持されている前記基板のおもて面に露出している前記パワーデバイスのおもて側電極にその先端にて接触可能なプローブ針を支持するプローブカードと、
前記プローブ針とテスタの対応する第１の端子とを電気的に繋ぐ第１の接続導体と、
前記載置台の載置面を形成し、前記載置台に支持されている前記基板の裏面に露出している前記パワーデバイスの裏側電極と接触する載置面導体と、
前記載置台に取り付けられ、前記載置面導体に電気的に接続されている昇降移動可能な接触子と、
前記プローブカードよりも低い位置で前記載置台の上方に配置され、その下面にて前記接触子と接触可能な導電性のコンタクトプレートと、
前記コンタクトプレートと前記テスタの対応する第２の端子とを電気的に繋ぐ第２の接続導体と
を有し、
前記コンタクトプレートが、網状に広がって、または枝状に分かれて延びる信号伝送路を有する、プローブ装置。 A probe apparatus for inspecting electrical characteristics of a power device formed on a substrate to be inspected and having electrodes on both sides of the substrate,
A movable mounting table for mounting and supporting the substrate;
A probe that is disposed above and opposite to the mounting table, and that can contact the front electrode of the power device exposed on the front surface of the substrate supported by the mounting table at the tip thereof A probe card that supports the needle;
A first connection conductor that electrically connects the probe needle and a corresponding first terminal of the tester;
Forming a mounting surface of the mounting table, a mounting surface conductor contacting the back side electrode of the power device exposed on the back surface of the substrate supported by the mounting table;
A contact that is attached to the mounting table and can be moved up and down electrically connected to the mounting surface conductor,
A conductive contact plate disposed above the mounting table at a position lower than the probe card and capable of contacting the contact on the lower surface thereof;
A second connecting conductor that electrically connects the contact plate and a corresponding second terminal of the tester;
The probe device, wherein the contact plate has a signal transmission path that extends in a net shape or extends in a branch shape.
前記コンタクトプレート上で、前記信号伝送路の任意の箇所が前記プレート上面端子に電気的に通じている、
請求項１に記載のプローブ装置。 Plate upper surface terminals connected to the second connection conductors are provided on the upper surface of the contact plate,
On the contact plate, any part of the signal transmission path is in electrical communication with the plate upper surface terminal.
The probe device according to claim 1.
上層から下層にいくほど、前記板片の一層当たりの個数が増して、前記板片の一層内に分布する領域が拡大するとともに、前記板片の一個当たりの面積が減少する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のプローブ装置。 The contact plate has a plate piece complex in which a large number of plate pieces constituting the signal transmission path are branched in a multilayer structure,
As the lower layer goes from the upper layer to the lower layer, the number of the plate pieces increases, the area distributed in the layer of the plate pieces expands, and the area per piece of the plate pieces decreases.
The probe apparatus as described in any one of Claims 1-6.
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