DE102014010030A1

DE102014010030A1 - Elektrische Verbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014010030A1
Application number: DE102014010030.8A
Authority: DE
Inventors: Hidehiro Kiyofuji; Tatsuo Inoue; Osamu Arai; Kenji Sasaki
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2015-01-08
Also published as: JP6209376B2; KR20150006784A; TWI502204B; US9400309B2; CN104280577B; JP2015014556A; US20150008945A1; CN104280577A; TW201514503A; KR101533735B1

Abstract

Eine Vorrichtung enthält eine Sondenkarte 19, die eine Sondenplatte 18 aufweist, die eine Leiterbahn 18e aufweist, die mit einem Prüfer 11 elektrisch verbunden ist, und Sonden 18a, die es ermöglichen entsprechend Verbindungsfelder 28a eines Halbleiter-Wafer 28 auf einer Spannvorrichtungsoberseite 21 zu kontaktieren, und relativ zu der Spannvorrichtungsoberseite 21 zu bewegen, und ein elastisches Wärmeleitungslement 18h, das zwischen einer Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberseite 21 oder dem Halbleiter-Wafer 28 auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte 18 angeordnet ist. Das elastische Wärmeleitungselement 18h kann auf der Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberseite 21 oder dem Halbleiter-Wafer 28 auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte 18 anliegen, wenn die Sonden 18a nicht auf den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen, und ist elastisch verformbar, um ein Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a nicht zu verhindern.

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen und beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung JP 2013-142391 , die am 8. Juli 2013 eingereicht wurde.
TECHNISCHES GEBIET
Der Gegenstand betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung zur Verwendung in einer elektrischen Prüfung eines flachen, plattenähnlichen Bauelements in der Prüfung, wie eine integrierte Schaltung und betrifft konkret eine elektrische Verbindungsvorrichtung, die eine elektrische Prüfung ermöglicht, die innerhalb einer kurzen Zeitperiode gestartet wird.
HINTERGRUND
Allgemein werden integrierte Schaltungen, die auf einem Halbleiter-Wafer ausgebildet sind, einer elektrischen Prüfung unterzogen, um zu ermitteln, ob sie vorbestimmte elektrische Eigenschaften aufweisen, oder nicht (das heißt, das Ermitteln, ob die integrierten Schaltungen gut sind oder nicht). In solch einer Prüfung werden alle der integrierten Schaltungen auf einem Wafer zu einer Zeit oder in mehreren Schüben unter Verwendung einer elektrischen Verbindungsvorrichtung geprüft, die die Elektroden der integrierten Schaltungen mit den elektrischen Schaltungen von einer Prüfvorrichtung elektrisch verbinden.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung zur Verwendung in solch einer Prüfung enthält eine Leitungsbasisplatte, die eine Vielzahl von Verbindungsbereichen aufweist, um mit den elektrischen Schaltungen der Prüfvorrichtung elektrisch verbunden zu werden, eine Sondenplatte, die an einer unteren Seite der Leitungsbasisplatte angeordnet ist und eine Vielzahl von internen Drähten aufweist, die mit den Verbindungsbereichen elektrisch verbunden sind, und eine Vielzahl von Kontakten (das sind Sonden), die an einer unteren Oberfläche der Sondenplatte angebracht sind und mit den internen Drähten elektrisch verbunden sind, wie beispielsweise in dem Patentdokument 1 beschrieben.
In den letzten Jahren werden mit der Verwendung von einer solchen elektrischen Verbindungsvorrichtung die integrierten Schaltungen unter einer hohen Temperatur oder einer niedrigen Temperatur geprüft. In diesem Fall werden die integrierten Schaltungen durch eine Wärmequelle auf eine vorbestimmte Temperatur geheizt oder gekühlt, die auf einer Stufe vorgesehen ist, auf der die integrierten Schaltungen angeordnet sind. Beispielsweise, für den Fall, dass die integrierten Schaltungen durch die Wärmequelle geheizt werden, wird die Sondenplatte, die die Kontakte darauf angeordnet hat, auch durch das Aufnehmen von Strahlungswärme von der Stufe und den integrierten Schaltungen geheizt. Dadurch sind die integrierten Schaltungen und die Sondenplatte thermisch ausgedehnt.
Da sich jedoch eine Wärmeausdehnungsgröße des Halbleiter-Wafers und eine Wärmeausdehnungsgröße der Sondenplatte unterscheiden, wechselt die relative Positionsbeziehung zwischen den Elektroden der integrierten Halbleiterschaltungen und den Spitzenenden der Kontakte, und es gibt unausweichlich Kontakte, deren Spitzenenden nicht auf die Elektroden der integrierten Halbleiterschaltungen gedrückt werden.
Der Halbleiter-Wafer wird durch die Wärmequelle geheizt, die in der Stufe vorgesehen ist, um zu bewirken, dass die Temperatur des Halbleiter-Wafers auch nach einigen Stunden konstant auf einer bestimmten Temperatur ist, und auch die Sondenplatte, wird geheizt, durch Strahlungswärme, um zu bewirken, dass die Temperatur des Halbleiter-Wafers auch nach einigen Stunden konstant auf einer bestimmten Temperatur ist. Da eine Messung gestartet werden kann, wenn die Temperaturen konstant sind, und wenn relative Positionen zwischen den Elektroden der integrierten Schaltungen und den Spitzenenden der Kontakte stabil sind, dauert es eine erhebliche Zeit bis zum Start einer Messung.
Patentdokument 2 schlägt eine elektrische Verbindungsvorrichtung vor, in der eine Sondenplatte mit einem wärmeerzeugenden Körper vorgesehen ist, die Temperatur der Sondenplatte gemessen wird, und elektrische Energie zum Heizen, die dem wärmeerzeugenden Körper zur Verfügung gestellt wird, wird basierend auf den gemessenen Messwerten gesteuert.
Referenzliste
Patentdokumente

[Patentdokument 1]: Japanische Nationale Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2011-89891
[Patentdokument 2]: Japanische Nationale Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2010-151740

ZUSAMMENFASSUNG
Jedoch ist die elektrische Verbindungsvorrichtung, die in dem Patentdokument 2 beschrieben ist, in der Sondenplatte mit dem wärmeerzeugenden Körper vorgesehen, was ein Problem der Verkomplizierung eines Vorrichtungsaufbaus und eines Steuerverfahrens hervorruft.
Eine elektrische Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, die die Zeit bis zum Start der Messung mit Hilfe eines einfachen Vorrichtungsaufbaus verkürzt.
In einem ersten Aspekt ist eine elektrische Verbindungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform eine elektrische Verbindungsvorrichtung, die einen Aufspanntisch aufweist, der auf einer Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs ein Bauelement in der Prüfung hält, das eine Vielzahl von Elektroden aufweist, und der das Bauelement in der Prüfung heizt und kühlt, und die die Vielzahl von Elektroden mit einem Prüfer verbindet, und die eine Sondenkarte enthält, die eine Sondenplatte aufweist, die mit einer ersten Oberfläche von ihr gegenüber dem Prüfer vorgesehen ist und die in ihr eine Leiterbahn ausgebildet hat, die mit dem Prüfer elektrisch verbunden werden soll, und eine Vielzahl von Sonden, die auf einer zweiten Oberfläche der Sondenplatte vorgesehen sind, um mit der Leiterbahn verbunden zu werden und um es zu ermöglichen, die Vielzahl von Elektroden des Bauelements in der Prüfung auf dem Aufspanntisch entsprechend zu kontaktieren und relativ zu dem Aufspanntisch zu bewegen; und die ein oder eine Vielzahl von elastischen Wärmeleitungselementen enthält, die zwischen der Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs oder dem Bauelement in der Prüfung auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte angeordnet sind, wobei das elastische Wärmeleitungselement es ermöglicht, an der Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs oder dem Bauelement in der Prüfung auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte in einem Zustand anzuliegen, in dem die Vielzahl von Sonden nicht an der Vielzahl jeweilig entsprechender Elektroden anliegt, und wobei es elastisch deformierbar ist, um ein Anliegen zwischen der Vielzahl von Sonden und der Vielzahl von jeweilig entsprechenden Elektroden nicht zu verhindern.
Außerdem weist in einem zweiten Aspekt das elastische Wärmeleitungsselement in der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform, in einem freien Zustand, in dem zwischen der Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs oder dem Bauelement in der Prüfung auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte keine elastische Kompression erfahren wird, eine längere Ausdehnung als die Distanz von der Sondenplatte zu Spitzenenden der Sonden auf.
Außerdem ist in einem dritten Aspekt das elastische Wärmeleitungsselement in der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform an einem ersten Ende von ihr an der zweiten Oberfläche der Sondenkarte fixiert und an einem zweiten Ende von ihr zeigt es in Richtung des Bauelements in der Prüfung, wobei es über die Spitzenenden der Sondenplatte führt.
Außerdem ist in einem vierten Aspekt das elastische Wärmeleitungsselement der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform aus Wärme leitendem Silikongummi hergestellt.
Außerdem sind in einem fünften Aspekt die elastischen Wärmeleitungsselemente der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform eine Vielzahl von säulenartigen Körpern, und sind so angeordnet, dass sie ein entsprechend angeordnetes Gebiet der Sonden von der Sondenplatte umgeben.
Außerdem ist in einem sechsten Aspekt das elastische Wärmeleitungsselement der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ein ringförmiges Element, das so angeordnet ist, dass es das entsprechend angeordnete Gebiet der Sonden von der Sondenplatte umgibt.
Mit der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist es möglich die Zeit bis zum Start einer Messung mit Hilfe eines einfachen Vorrichtungsaufbaus zu verkürzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 illustriert eine gesamte Struktur, die eine elektrische Verbindungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform enthält.
2 illustriert schematisch eine Struktur der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Ansicht einer Sondenplatte, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung enthalten ist, gemäß der ersten Ausführungsform, von einer unteren Seite aus gesehen.
4A bis 4C sind Seitenansichten, die ein Anliegen zwischen Sonden beschreibt, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, und jeweilig entsprechender Verbindungsfelder. 4A illustriert einen Zustand eines elastischen Wärmeleitungselements für den Fall, dass eine Spannvorrichtungsoberseite in einem Startzustand ist, 4B illustriert einen Zustand in welchem ein Stufenmechanismus die Spannvorrichtungsoberseite erhöht, und in welchem ein Spitzenende von einem unteren Bereich des elastischen Wärmeleitungselements an einem Halbleiter-Wafer anliegt, und 4C illustriert einen Zustand in welchem der Stufenmechanismus die Spannvorrichtungsoberseite weiter erhöht, und in welchem die Sonden an den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern anliegen.
5 zeigt eine Draufsicht, die einen elektrischen Verbinder illustriert, der in der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
6 illustriert Änderungen von einer Position der Sonde, die an einem bestimmten Punkt entfernt von einer Mitte der scheibenförmigen Sondenplatte vorgesehen ist, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist, und eine Position des Verbindungsfelds von einem Chip oder DUT Chip, der an einem bestimmten Punkt entfernt von einer Mitte des scheibenförmigen Halbleiter-Wafers angeordnet ist.
7 illustriert Temperaturänderungen bis zu einem Start der Messung für den Fall, dass das Heizen durch eine Wärmequelle in der Spannvorrichtungsoberseite gestartet wird.
8 illustriert schematisch eine Struktur der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
9 illustriert schematisch eine Struktur der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
10A und 10B sind Ansichten der Sondenplatte, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform enthalten ist, von einer unteren Seite aus gesehen. 10A illustriert ein erstes Anliegen, während 10B ein zweites Anliegen illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine elektrische Verbindungsvorrichtung gemäß der Ausführungsformen detailliert mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 illustriert eine vollständige Struktur, die eine elektrische Verbindungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform enthält, und 2 illustriert schematisch eine Struktur der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Wie in 1 und 2 illustriert, enthält eine elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein flaches plattenähnliches Stützelement (eine Versteifung) 12, dessen untere Oberfläche eine flache Befestigungsbezugsfläche ist, eine kreisförmige, flache, plattenähnliche Leitungsbasisplatte 14, die auf der Befestigungsebene des Stützelements 12 gehalten ist, eine kreisförmige, flache, plattenähnliche Sondenkarte 19, die einen Halbleiter-Wafer 28, wie ein Bauelement in der Prüfung kontaktiert, und einen elektrischen Verbinder 16, der die Leitungsbasisplatte 14 elektrisch mit der Sondenkarte 19 verbindet und von einer Halterung 20 gehalten wird.
Die Halterung 20 wird von einer Sondenbasis 23 gestützt und weist eine kurbelartige Querschnittsstruktur auf, um die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 aufzunehmen. Die Halterung 20 weist auch Stützpins 20a auf, die angepasst sind, um das Stützelement 12 und die Leitungsbasisplatte 14 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 zu stützen.
Das Stützelement 12 ist mit Durchgangslöchern 12b, die das Stützelement 12 vertikal durchdringen vorgesehen, während die Leitungsbasisplatte 14 mit Durchgangslöchern 14b vorgesehen ist, die die Leitungsbasisplatte 14 vertikal durchdringen. Die Stützpins 20a sind in die Durchgangslöcher 12b und in die Durchgangslöcher 14b angebracht, um zu bewirken, dass das Stützelement 12 und die Leitungsbasisplatte 14 von der Halterung 20 gestützt wird.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 wird verwendet, um entsprechende Verbindungsfelder (Elektroden) wie Anschlussklemmen von mehreren Chips oder DUT Chips (integrierte Schaltungen), die auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildet sind, mit elektrischen Schaltungen von einem Prüfer 11 für eine elektrische Prüfung, beispielsweise der Chips oder DUT Chips zu verbinden.
Somit enthält die vollständige Struktur eine Spannvorrichtungsoberseite 21, die auf einer oberen Oberfläche der Spannvorrichtungsoberseite den Halbleiter-Wafer 28 aufnimmt, der mit entsprechenden Verbindungsfeldern (Elektroden), wie die Anschlussklemmen der Chips oder DUT Chips vorgesehen ist, um den Halbleiter-Wafer 28 lösbar per Vakuum anzusaugen, und einen Stufenmechanismus 22, der die Spannvorrichtungsoberseite 21 vertikal bewegt. Durch die vertikale Bewegung des Stufenmechanismus 22, werden die Chips oder DUT Chips auf dem Halbleiter-Wafer 28 mit der Sondenkarte 19 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 in Kontakt gebracht, um eine elektrische Prüfung durch den Prüfer 11 durchzuführen.
Ferner enthält die Spannvorrichtungsoberseite eine Wärmequelle 24, die den darauf montierten Halbleiter-Wafer 28 heizt oder kühlt. Der Halbleiter-Wafer 28 wird durch diese Wärmequelle 24 geheizt oder gekühlt, und die Sondenkarte 19 wird durch die Strahlungswärme der Wärmequelle 24 geheizt oder gekühlt.
Die Leitungsbasisplatte 14 ist beispielsweise aus einer komplett kreisförmigen, plattenähnlichen, polyimiden Harzplatte hergestellt, und ist auf einer oberen Oberfläche (ersten Oberfläche) der Leitungsbasisplatte mit Verbindungsdrähten 12a vorgesehen, die mit dem Prüfer 11 verbunden sind.
Ferner ist eine untere Oberfläche der Leitungsbasisplatte 14 mit Anschlussflächenbereichen (nicht gezeigt) vorgesehen, um mit den Verbindungsdrähten 12a über Leiterbahnen 14, die in der Leiterbasisplatte ausgebildet sind elektrisch verbunden zu werden.
Das Stützelement 12 enthält ein plattenähnliches Rahmenelement, das beispielsweise aus einer Edelstahlplatte hergestellt ist, das mit der Befestigungsebene des Stützelements angeordnet ist, die auf der oberen Oberfläche der Leitungsbasisplatte 14 anliegt.
Die Sondenkarte 19 enthält eine Sondenplatte 18 und Sonden 18a.
Die Sondenkarte 18 enthält ein Stützelement 18d, das beispielsweise aus einer Keramikplatte hergestellt ist, und enthält eine mehrschichtige Leiterschicht 18c, die auf einer unteren Oberfläche des Stützelements 18d oder der Keramikplatte ausgebildet ist. Die mehrschichtige Leiterschicht 18c weist eine beispielsweise aus einem polyimiden Harzmaterial hergestellte, mehrschichtige Platte auf, die elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, und weist Leiterbahnen 18e auf, die zwischen entsprechenden Schichten der mehrschichtigen Platte ausgebildet sind.
Eine untere Oberfläche (zweite Oberfläche) der mehrschichtigen Leiterschicht 18c ist mit Sondenanschlussflächen 18b vorgesehen, die entsprechend mit den Leiterbahnen 18e der mehrschichtigen Leiterschichten 18c elektrisch verbunden sind.
Jede Sonde 18a ist an einem oberen Ende der Sonde mit der entsprechenden Sondenanschlussfläche 18b der Sondenplatte 18 verbunden, und ist somit an der Sondenplatte 18 befestigt, so dass sie von der unteren Oberfläche der mehrschichtigen Leiterschicht 18c nach unten herausragt, und mit der Leiterbahn 18e der mehrschichtigen Leiterschicht 18c verbunden ist.
Die untere Oberfläche (zweite Oberfläche) der mehrschichtigen Leiterschicht 18c ist weiter mit elastischen Wärmeleitungselementen 18h vorgesehen, die eine Elastizität wie Silikonkautschuk mit geringer Härte aufweist, die in spaltenartigen Formen aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet sind, und die angeordnet sind um beispielsweise einen angeordneten Bereich der Sonden 18a der Sondenplatte 18 zu umgeben.
3 zeigt eine Ansicht der Sondenplatte 18, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet ist, aus Sicht einer unteren Seite. Es ist zu beachten, dass in 3 eine Position des Halbleiter-Wafers 28 und Positionen der Verbindungsfelder 28a der mehreren Chips oder DUT Chips, die auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildet sind, durch gestrichelte Linien illustriert sind.
Wie in 3 illustriert, ist die untere Oberfläche der Sondenplatte mit zwölf elastischen Wärmeleitungselementen 18h vorgesehen, die in spaltenartiger Form angeordnet sind, und wobei diese elastischen Wärmeleitungselemente 18h so angeordnet sind, dass sie die Verbindungsfelder 28a der mehreren Chips oder DUT Chips, die auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildet sind, nicht kontaktieren.
Die elastischen Wärmeleitungselemente 18h sind vorgesehen, es zu ermöglichen, auf Bereiche des Halbleiter-Wafers 28 anzuliegen, mit Ausnahme der Bereiche, die mit den Verbindungsfeldern 28a vorgesehen sind, und dass die untere Oberfläche der Sondenplatte 18 in einem Zustand ist, in dem die Sonden 18a nicht an den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen, und elastisch verformbar sind, um das Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a nicht zu verhindern.
4A bis 4C sind Seitenansichten, die das Anliegen zwischen den Sonden 18a, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a beschreiben. 4A illustriert einen Zustand des elastischen Wärmeleitungselements 18h für den Fall, dass die Spannvorrichtungsoberseite 21 in einem Startzustand ist, 4B illustriert einen Zustand, in dem der Stufenmechanismus 22 die Spannvorrichtungsoberseite 21 erhöht, und in dem ein Spitzenende von einem unteren Bereich des elastischen Wärmeleitungselements 18h auf dem Halbleiter-Wafer 28 anliegt, und 4C illustriert einen Zustand in dem der Stufenmechanismus 22 die Spannvorrichtungsoberseite 21 weiter erhöht, und in dem die Sonden 18a auf den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen.
Wie in 4A illustriert, weist das elastische Wärmeleitungselement 18h in einem Zustand in dem die Spannvorrichtungsoberseite 21 in einem Startzustand ist, das heißt, in einem freien Zustand, in dem das elastische Wärmeleitungselement 18h keine elastische Kompression zwischen dem Halbleiter-Wafer 28 auf der Spannvorrichtungsoberseite 21 und der Sondenplatte 18 erfährt, eine Gesamtlänge von 1200 (mm) auf, was eine längere Größe als eine Distanz (1000 mm) von der Sondenplatte 18 zu den Spitzenenden der Sonden 18a ist.
Anschließend, wie in 4B illustriert, liegt das Spitzenende von dem unteren Bereich des elastischen Wärmeleitungselements 18h auf dem Halbleiter-Wafer 28 an, wenn der Stufenmechanismus 22 die Spannvorrichtungsoberseite 21 erhöht. Wenn das Spitzenende von dem unteren Bereich des elastischen Wärmeleitungselements 18h auf dem Halbleiter-Wafer 28 in dieser Art anliegt, wird Wärme von der Wärmequelle 24, die in der Spannvorrichtungsoberseite 21 vorgesehen ist, zu dem Halbleiter-Wafer 28 und der Sondenplatte 18 übertragen. Dabei kann die Zeit bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht, für den Fall, dass die Temperatur der Sondenplatte 18 nur durch Strahlungswärme ansteigt, immer weiter verkürzt werden und die Zeit bis zum Start der Messung kann verkürzt werden.
Anschließend, wenn die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht, erhöht der Stufenmechanismus 22 die Spannvorrichtungsoberseite 21 weiter und bewirkt, dass die Sonden 18a auf den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen. Zu diesem Zeitpunkt wird das elastische Wärmeleitungselement 18h elastisch verformt, um das Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a nicht zu verhindern. Dabei werden die entsprechenden Verbindungsfelder 28a des Halbleiter-Wafers 28 und der Prüfer 11 elektrisch verbunden, und eine elektrische Prüfung wird durchgeführt.
Zurückkommend auf 2, ist eine obere Oberfläche (erste Oberfläche) des Stützelements 18d der Sondenplatte 18 mit Anschlussflächenbereichen (nicht illustriert) an Positionen vorgesehen, die jeweils den auf der unteren Oberfläche (zweite Oberfläche) der Leitungsbasisplatte 14 vorgesehenen Anschlussflächenbereichen entsprechen. Die Anschlussflächenbereiche, die auf der Sondenplatte 18 vorgesehen sind, sind entsprechend über die Leiterbahnen 18e der mehrschichtigen Leiterschicht 18c mit den jeweiligen Sonden 18a elektrisch verbunden.
Zwischen der Sondenplatte 18 und der Leitungsbasisplatte 14 ist der elektrische Verbinder 16 zur elektrischen Verbindung angeordnet.
In dem elektrischen Verbinder 16, wie vergrößert in 2 illustriert, ist ein Pogopinblock 16a angeordnet, um die Leitungsbasisplatte 14 zu kontaktieren, wobei der Pogopinblock 16a aus einem elektrisch isolierenden, plattenähnlichen Element hergestellt ist, und mehrere darin ausgebildete Durchgangslöcher 161 aufweist, die in einer Plattendickerichtung ausgebildet sind.
Auch ist in jedem Durchgangsloch 161 des Pogopinblocks 16a ein Paar von Pogopins 16b und 16c angeordnet, das so aufgenommen ist, um verschiebbar in eine axiale Richtung des Durchgangslochs 161 zu sein, und in einem Zustand, in dem das Herausfallen aus dem Durchgangsloch 161 verhindert werden soll. Zwischen jedem Paar von Pogopins 16b und 16c, ist eine Druckschraubenfeder 16d angeordnet, die eine Rückstellkraft auf beide der Pogopins 16b und 16c in einer Richtung voneinander weg ausübt und als eine Leiterbahn zwischen den Pogopins wirkt.
Die Pogopins 16b sind an Positionen vorgesehen, die jeweilig den Anschlussflächenbereichen entsprechen, die auf der unteren Oberfläche (zweite Oberfläche) der Leitungsbasisplatte 14 vorgesehen sind, während die Pogopins 16c an Positionen vorgesehen sind, die jeweilig den Anschlussflächenbereichen entsprechen, die auf der oberen Oberfläche (erste Oberfläche) der Sondenplatte 18 vorgesehen sind.
In einem montierten Zustand des elektrischen Verbinders 16 sind durch Federkräfte der Druckschraubenfedern 16d die Pogopins 16b, die auf der Leitungsbasisplatte 14 vorgesehen sind, in Druckkontakt mit den Anschlussflächenbereichen gebracht, wobei diese auf der unteren Oberfläche (zweite Oberfläche) der Leitungsbasisplatte 14 vorgesehen sind, und die Pogopins 16c, die auf einer Seite der Sondenplatte 18 vorgesehen sind, sind in Druckkontakt mit den Anschlussflächenbereichen gebracht, die auf der oberen Oberfläche (erste Oberfläche) der Sondenplatte 18 vorgesehen sind.
Dabei sind die Sonden 18a mit den entsprechenden Anschlussflächenbereichen der Leitungsbasisplatte 14 elektrisch verbunden. Folglich, wenn die Spitzenenden der Sonden 18a auf den Verbindungsfeldern 28a der auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildeten Chips oder DUT Chips anliegen, sind die Verbindungsfelder 28a über die jeweilig entsprechenden Sonden 18a, den elektrischen Verbinder 16 und die Leitungsbasisplatte 14 mit dem Prüfer verbunden. Demzufolge kann eine elektrische Prüfung der integrierten Schaltungen auf dem Halbleiter-Wafer 28 durch den Prüfer durchgeführt werden.
Wie in 1 illustriert, ist auch der elektrische Verbinder 16 an einem außen umlaufenden Bereich des elektrischen Verbinders mit einem Stützelement 16f mit geringer Wärmeleitung vorgesehen, der so angeordnet ist, dass dessen beiden Enden auf der Leitungsbasisplatte 14 und der Sondenplatte 18 anliegen, und im Innern mit Stützelementen 16g mit geringer Wärmeleitung, die jeweils so angeordnet sind, dass deren beiden Enden auf der Leitungsbasisplatte 14 und der Sondenplatte 18 anliegen.
Diese Stützelemente 16f und 16g mit geringer Wärmeleitung sind aus einem wärmeisolierenden Element hergestellt, das eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die des Pogopinblocks 16a, der beispielsweise aus Kunststoff, Holz und einem Epoxy-Harz ausgebildet ist.
5 ist eine Draufsicht, die den elektrischen Verbinder 16 illustriert, der in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
Wie in 5 illustriert, enthält der elektrische Verbinder 16 den mit den Durchgangslöchern 161 versehenen Pogopinblock 16a, das ringförmige Stützelement 16f mit geringer Wärmeleitung an dem außen umlaufenden Bereich des Pogopinblocks 16a, und die Stützelemente 16g mit geringer Wärmeleitung, die so in spaltenartiger Form angeordnet sind, dass sie den Pogopinblock 16a durchdringen.
Auf diese Weise sind die Stützelemente 16f und 16g mit geringer Wärmeleitung an dem außen umlaufenden Bereich von und im Innern des Pogopinblocks 16a angeordnet, dass dabei die beiden Enden auf der unteren Oberfläche der Leitungsbasisplatte 14 und der oberen Oberfläche der Sondenplatte 18 anliegen. Dabei kann Wärmeleitung zwischen der Leitungsbasisplatte 14 und der Sondenplatte 18 gesenkt werden, und Wärmeleitungsziele von der Wärmequelle 24, die in der Spannvorrichtungsoberseite 21 vorgesehen sind, sind hauptsächlich der Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18. Da die Wärmekapazität des Wärmeleitungsziels (die Sondenplatte 18) durch Strahlungswärme und Wärmeleitung durch die elastischen Wärmeleitungselemente 18h klein sein kann, kann somit die Zeit bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht, verringert werden, und die Zeit bis zum Start der Messung kann verringert werden.
Wärmegleichgewicht
Hier wird das Wärmegleichgewicht der Sondenplatte 18 ausführlich beschrieben.
Wie oben beschrieben enthält die Spannvorrichtungsoberseite 21 die Wärmequelle 24, die den auf der Spannvorrichtungsoberseite montierten Halbleiter-Wafer 28 heizt oder kühlt. Der Halbleiter-Wafer 28 wird durch diese Wärmequelle 24 geheizt oder gekühlt, wobei die Sondenplatte 18 durch Strahlungswärme der Wärmequelle 24 und Wärmeleitung durch die elastischen Wärmeleitungselemente 18h geheizt oder gekühlt wird, und der Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18 erreichen ein Wärmegleichgewicht.
Beispielsweise in einem Fall des Heizens durch die Wärmequelle 24, wenn die Temperatur der Wärmequelle 24 in der Spannvorrichtungsoberseite 21 125(°C) beträgt, beträgt die Temperatur einer unteren Oberfläche des Halbleiter-Wafers 28 ungefähr 122(°C), während die untere Oberfläche der Sondenplatte 18 durch Strahlungswärme ungefähr 90(°C) beträgt, und der Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18 bei diesen Temperaturen im Wärmegleichgewichtszustand sind.
Wenn der Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18 auf diese Weise geheizt werden, dehnen sich der Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18 thermisch aus. Einhergehend mit der Wärmeausdehnung bewegen sich Positionen der Verbindungsfelder 28a der Chips oder DUT Chips, die auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildet sind, und Positionen der Sonden 18a, die an der unteren Oberfläche der Sondenplatte 18 angebracht sind. Somit müssen die Positionen der Sonden 18a so bestimmt sein, dass die Spitzenenden der Sonden 18a auf den Verbindungsfeldern 28a der Chips oder DUT Chips, die auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildet sind, anliegen können, wenn der Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreichen.
6 illustriert Änderungen einer Position der Sonde 18a, die an einem bestimmten Punkt entfernt von einer Mitte der scheibenförmigen Sondenplatte 18 vorgesehen ist, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist und von einer Position der Verbindungsfelder 28a des Chips oder DUT Chips, die an einem bestimmten Punkt entfernt von einer Mitte des scheibenförmigen Halbleiter-Wafers 28 angeordnet sind. Eine Gerade 101, die in 6 illustriert ist, repräsentiert Positionsänderungen des Verbindungsfeldes 28a des Chips oder DUT Chips, die auf dem Halbleiter-Wafer 28 in Übereinstimmung mit Temperaturänderungen ausgebildet sind, während eine Gerade 102 Positionsänderungen der Sonde 18a in Übereinstimmung mit Temperaturänderungen repräsentiert. Hier bedeutet jede der Positionsänderungen (Verschiebungsgröße) ein Verfahrweg in eine Richtung eines äußeren Umfangs gegenüber einer Position bei einer als Referenz gesetzten Normaltemperatur (angenommen als 23°C).
Eine Steigung der Geraden 101 wird mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten α1 des Halbleiter-Wafers 28 bestimmt, während eine Steigung der Geraden 102 mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten α2 der Sondenplatte 18 bestimmt wird. Somit muss die Position der Sonde 18a im Voraus bestimmt werden, damit die Positionen der Sonde 18a und des Verbindungsfelds 28a, die aus dem entsprechenden Wärmeausdehnungskoeffizienten α1 und α2 bei entsprechenden Temperaturen T1 und T2, bei denen ein Wärmegleichgewicht erreicht wird, gleich sein können.
Insbesondere wird die Position der Sonde 18a so bestimmt, dass die Position des Verbindungsfelds 28a, wenn die Temperatur T1 der unteren Oberfläche des Halbleiter-Wafers 28 bei Erreichen des Wärmegleichgewichts 122(°C) beträgt, und die Position der Sonde 18a, wenn die Temperatur T2 der unteren Oberfläche der Sondenplatte 18a bei Erreichen des Wärmegleichgewichts 90(°C) beträgt, übereinstimmen können.
Wenn beispielsweise eine Verschiebungsgröße, in Richtung des äußeren Umfangs, des Verbindungsfelds 28a, das auf einer Position 150 (mm) entfernt von der Mitte der Scheibenform des Halbleiter-Wafers 28 in Richtung zum äußeren Umfang bei der Normaltemperatur (angenommen als 23°C) ΔL1 (mm) ist, wird ΔL1 (mm) wie folgt ausgedrückt (Gleichung 1): ΔL1 = 150·α1·ΔT1 (Gleichung 1)
In dieser Gleichung ist α1 ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Halbleiter-Wafers 28, und ΔT1 ist eine Differenz zwischen der Normaltemperatur und einer hoch-temperaturseitigen Temperatur des Halbleiter-Wafers 28 zum Zeitpunkt des Wärmegleichgewichts.
Auch wenn eine Verschiebungsgröße, in Richtung des äußeren Umfangs, der Sonde 18a, die auf einer Position 150 (mm) entfernt von der Mitte der Scheibenform des Sondenplatte 18 in Richtung zum äußeren Umfang bei der Normaltemperatur (angenommen als 23°C) ΔL2 (mm) ist, wird ΔL2 (mm) wie folgt ausgedrückt (Gleichung 2): ΔL2 = 150·α2·ΔT2 (Gleichung 2)
In dieser Gleichung ist α2 ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Sondenplatte 18, und ΔT2 ist eine Differenz zwischen der Normaltemperatur und einer hoch-temperaturseitigen Temperatur der Sondenplatte 18 zum Zeitpunkt des Wärmegleichgewichts.
Hier muss, damit sich die Position des Verbindungsfelds 28a und die Position der Sonde 18a zum Zeitpunkt des Wärmegleichgewichts entsprechen, die Position der Sonde 18a im Voraus bestimmt werden, damit die Beziehung der folgenden Gleichung 3 gelten kann: α1·ΔT1 = α2·ΔT2 (Gleichung 3)
Derweil muss nur die Berechnung ausgeführt werden, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient α1 für den Fall, dass der Halbleiter-Wafer 28 aus Silikon ist, auf 3.5 (ppm/°C) festgesetzt wird, und der Wärmeausdehnungskoeffizient α2 für den Fall, dass die Sondenplatte 18 hauptsächlich aus Keramik besteht, auf 5.5 (ppm/°C) festgesetzt wird.
Auch gilt in einem Fall des Kühlens des Halbleiter-Wafers 28 und der Sondenplatte 18, sowie in einem Fall des Heizens, das Folgende (Gleichung 4) auf ähnliche Weise: α1·ΔT'1 = α2·ΔT'2 (Gleichung 4)
In dieser Gleichung ist ΔT'1 eine Differenz zwischen der Normaltemperatur und einer niedertemperaturseitigen Temperatur des Halbleiter-Wafers 28 zum Zeitpunkt des Wärmegleichgewichts. ΔT'2 ist eine Differenz zwischen der Normaltemperatur und einer niedertemperaturseitigen Temperatur der Sondenplatte 18 zum Zeitpunkt des Wärmegleichgewichts. Beispielsweise kann die Position der Sonde 18a so bestimmt werden, dass die Position des Verbindungsfelds 28a, wenn die Temperatur T'1 der unteren Oberfläche des Halbleiter-Wafers 28 bei Erreichen des Wärmegleichgewichts –37(°C) (ΔT'1 = 60°C) beträgt und die Position der Sonde 18a, wenn die Temperatur T'2 der unteren Oberfläche der Sondenplatte 18 bei Erreichen des Wärmegleichgewichts –15(°C) (ΔT'2 = 38°C) beträgt, sich entsprechen können.
Auf diese Weise werden die Positionen der Sonden 18a bestimmt, und die Sonden 18a werden an den bestimmten Positionen angeordnet, um die Sondenplatte 18 herzustellen. Demzufolge kann die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine elektrische Prüfung des Halbleiter-Wafers 28 bei der Temperatur, die in der (Gleichung 3) oder (Gleichung 4) ausgedrückt ist, durchführen.
<Ergebnisse der ersten Ausführungsform>
Als nächstes werden Ergebnisse der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
7 illustriert Temperaturänderungen bis zum Start der Messung in einem Fall, bei dem das Heizen durch die Wärmequelle 24 in der Spannvorrichtungsoberseite 21 zu einem Zeitpunkt t0 gestartet wird. In 7, ist eine Temperatur 201 eine Temperatur der Wärmequelle 24 in der Spannvorrichtungsoberseite 21 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, und ist eine Temperatur 202 eine Temperatur der unteren Oberfläche des Halbleiter-Wafers 28 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Vergleichend ist eine Temperatur 203 eine Temperatur einer unteren Oberfläche einer Sondenplatte gemäß einer herkömmlichen Technik, und eine Temperatur 204 ist eine Temperatur einer oberen Oberfläche einer Leitungsbasisplatte gemäß der herkömmlichen Technik. Eine Temperatur 205 ist eine Temperatur der unteren Oberfläche der Sondenplatte 18 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
In der herkömmlichen Technik, wenn das Heizen durch eine Wärmequelle 24 in der Spannvorrichtungsoberfläche 21 zum Zeitpunkt t0 gestartet wird, steigen die entsprechenden Temperaturen 203 und 204 bis zu einem Zeitpunkt t2 moderat an. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Temperaturanstiegsverhältnis der Temperaturen 203 und 204 ab, wenn der Zeitpunkt t2 erreicht wird.
Anschließend, zum Zeitpunkt t2, bewegt sich der Stufenmechanismus 22 aufwärts, und somit kontaktieren die Chips oder DUT Chips auf dem Halbleiter-Wafer 28 und der Sondenplatte der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, was Wärmeleitung von dem Halbleiter-Wafer 28 zur Sondenplatte hervorruft. Somit kann schließlich, zu einem Zeitpunkt t3, an dem etwa 120 (Minuten) seit dem Zeitpunkt t0 vergangen sind, eine elektrische Prüfung des Halbleiter-Wafers 28 durchgeführt werden.
Auf diese Weise, da ausgehend vom Start des Heizens 120 (Minuten) benötigt werden bis die Sondenplatte ein Wärmegleichgewicht erreicht, dauert es mit der herkömmlichen Technik eine beträchtliche Zeit bis zum Start der Messung.
Auf der anderen Seite, wenn das Heizen durch die Wärmequelle 24 in der Spannvorrichtungsoberfläche 21 gestartet wird, erreicht die Temperatur 205 der unteren Oberfläche der Sondenplatte 18 einen Wärmegleichgewichtszustand zu einem Zeitpunkt t1, an dem ungefähr 10 (Minuten) seit dem Zeitpunkt t0 vergangen sind, und somit kann eine elektrische Prüfung des Halbleiter-Wafers 28 durchgeführt werden.
Da die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Stützelement 16f mit geringer Wärmeleitung vorgesehen ist, das so angeordnet ist, dass dessen beide Enden an der Leitungsbasisplatte 14 und der Sondenplatte 18 anliegen, kann auf diese Weise eine Wärmeleitung von der Sondenplatte 18 zur Leitungsbasisplatte 14 verringert werden. Da die Wärmekapazität der Sondenplatte 18 gering sein kann, und die Zeit bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht etwa 10 (Minuten) kurz sein kann, kann demzufolge die Zeit bis zum Start der Messung verkürzt werden.
Da die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit elastischen Wärmeleitungselementen 18h vorgesehen ist, die vorgesehen sind, es zu ermöglichen, um auf einer Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberseite 21 anzuliegen und es zu ermöglichen, dass die Sondenplatte 18 in einem Zustand ist, in dem die Sonden 18a nicht auf den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern (Elektroden) anliegen, und um elastische Verformung zu ermöglichen, damit das Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a nicht verhindert wird, wird ferner Wärme der Wärmequelle 24, die in der Spannvorrichtungsoberseite 21 vorgesehen ist, zu dem Halbleiter-Wafer 28 und der Sondenplatte übertragen. Demzufolge kann die Zeit bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht weiter verkürzt werden, und die Zeit bis zum Start der Messung kann weiter verkürzt werden.
Auch kann in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, da keine Wärmequelle in der Sondenplatte 18 vorgesehen sein muss, die Zeit bis zum Start der Messung erheblich verkürzt werden, ohne einen Vorrichtungsaufbau und ein Steuerverfahren zu verkomplizieren.
Auch wenn die erste Ausführungsform beschrieben worden ist als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, das das Stützelement 16f mit geringer Wärmeleitung und das elastische Wärmeleitungselement 18h enthält, ist der Gegenstand nicht darauf beschränkt, und ein Aufbau, der entweder das Stützelement 16f mit geringer Wärmeleitung oder das elastische Wärmeleitungselement 18h enthält, ist auch möglich.
Auch wenn die erste Ausführungsform als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 beschrieben worden ist, das den Pogopinblock 16a enthält, der angeordnet ist, um die Leitungsbasisplatte 14 zu kontaktieren, ist der Gegenstand ferner nicht darauf beschränkt, und der Pogopinblock 16a kann so angeordnet sein, dass er die Sondenplatte 18 kontaktiert. Mit anderen Worten muss der Pogopinblock 16a nur so angeordnet sein, dass er entweder die Leitungsbasisplatte 14 oder die Sondenplatte 18 kontaktiert.
Auch wenn die erste Ausführungsform als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 beschrieben worden ist, das die Sondenplatte 18 enthält, die hauptsächlich aus Keramik besteht, ist der Gegenstand ferner nicht darauf beschränkt, und die Sondenplatte 18 kann aus einem Material hergestellt sein, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient nahe bei dem von Silikon ist, welches ein Hauptmaterial des Halbleiter-Wafers 28 ist. Dabei kann die Wärmeausdehnung der Sondenplatte 18 der des Halbleiter-Wafers 28 folgen.
Auch wenn die erste Ausführungsform einen Aufbau aufweist, der das elastische Wärmeleitungselement 18h enthält, das vorgesehen ist, es zu ermöglichen, dass es auf den Bereichen des Halbleiter-Wafers 28 anliegt, mit Ausnahme der Bereiche, die mit den Verbindungsfeldern 28 vorgesehen sind und dass die untere Oberfläche der Sondenplatte 18 in einem Zustand ist, in dem die Sonden 18a nicht an den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen und dass es elastische Verformung ermöglicht, damit ein Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a verhindert wird, ist der Gegenstand ferner nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise können die elastischen Wärmeleitungselemente 18h vorgesehen sein, es zu ermöglichen, dass sie auf einer Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberfläche 21 anliegen und dass die untere Oberfläche der Sondenplatte 18 in einem Zustand ist, in dem die Sonden 18a nicht an den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen und dass sie elastische Verformung ermöglichen, damit ein Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a nicht verhindert wird.
Weitergehend kann in der ersten Ausführungsform ein Thermometer vorgesehen sein, das eine Temperatur der Sondenplatte 18 misst, und der Stufenmechanismus 22 kann so aufgebaut sein, dass er die Spannvorrichtungsoberseite 21 entsprechend der mit dem Thermometer gemessenen Temperatur anhebt und absenkt.
Konkret kann die erste Ausführungsform ein Thermometer enthalten, das eine Temperatur der Sondenplatte 18 misst und kann eine Steuereinheit enthalten, die die Sondenplatte 18 in eine Richtung der Spannvorrichtungsoberseite 21 bewegt, damit die Sonden 18a und die jeweilig entsprechenden Verbindungsfelder 28a für den Fall, dass zeitliche Änderungen der mit dem Thermometer gemessenen Temperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich sind, aneinander anliegen, wenn die Sonden 18a in einem nichtanliegenden Zustand auf den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a sind und wenn die elastischen Wärmeleitungselemente 18h in einem anliegenden Zustand auf der Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberfläche 21 oder dem Halbleiter-Wafer 28 auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte 18 sind. Hier ist der vorbestimmte Temperaturbereich vorher beispielsweise auf 85(°C) bis 95(°C) festgesetzt, als ein Temperaturbereich, in dem die Temperatur der Sondenplatte 18 stabil ist.
Auch wenn die erste Ausführungsform beschrieben worden ist als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, das die elastischen Wärmeleitungselemente 18h enthält, die eine Elastizität, wie Silikonkautschuk mit geringer Härte aufweisen, die in spaltenartigen Formen durch ein Wärmeleitungsmaterial ausgebildet sind, und die auf der unteren Oberfläche der mehrschichtigen Leiterschicht 18c angeordnet sind, um den angeordneten Bereich der Sonden 18a der Sondenplatte 18 zu umgeben, ist der Gegenstand nicht darauf beschränkt, und das elastische Wärmeleitungselement 18h kann in einer ringförmigen Form ausgebildet sein, um den angeordneten Bereich der Sonden 18a der Sondenplatte 18 zu umgeben und kann auf der unteren Oberfläche der mehrschichtigen Leiterschicht 18c angeordnet sein.
<Zweite Ausführungsform>
Eine zweite Ausführungsform wird beschrieben als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, die eine Sondenplatte 18 enthält, deren Wärmekapazität weiter verringert ist.
8 illustriert schematisch eine Struktur der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass unter Komponenten, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten sind, die Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie denen in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform gleich sind, und somit auf eine Beschreibung dieser doppelten Komponenten verzichtet wird.
Wie in 8 illustriert, enthält die Sondenplatte 18 ein Stützelement 18m, das beispielsweise aus einer Keramikplatte hergestellt ist, die mehrschichtige Leiterschicht 18c, die auf einer unteren Oberfläche des Stützelements 18m ausgebildet ist, und ein Fixierelement 18g, das auf einer oberen Oberfläche des Stützelements 18m ausgebildet ist.
Das Stützelement 18m ist ausgebildet, um eine geringere Plattendicke als die des Stützelements 18d aufzuweisen, das in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Da die Wärmekapazität der Sondenplatte 18 gering sein kann, und die Zeit, bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht, verkürzt werden kann, kann dadurch die Zeit bis zum Start einer Messung erheblich verkürzt werden.
Um ferner eine Beanspruchbarkeit zu behalten, ist das Fixierelement 18g auf der oberen Oberfläche des Stützelements 18m vorgesehen. Dieses Fixierelement 18g ist unter Verwendung von Keramik oder dergleichen ausgebildet, und weist einen Wärmeausdehunngskoeffizienten von 4 (ppm/°C) oder weniger auf, um beispielsweise eine Balkenstruktur aufzuweisen. Dadurch kann eine Wärmekapazität der Sondenplatte 18 verringert werden, ohne dass die Sondenplatte 18 den Pogopinblock 16a und Pogopins 16c kontaktieren muss, und die Sondenplatte 18 kann eine ausreichende Beanspruchbarkeit behalten, um zu verhindern, dass die Sondenkarte 19 durch Wärme verformt wird.
<Dritte Ausführungsform>
Die erste Ausführungsform ist beschrieben worden als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, die auf der unteren Oberfläche der mehrschichtigen Leiterschicht 18c der Sondenplatte 18 die elastische Wärmeleitungselemente 18h enthält, die eine Elastizität aufweisen und in spaltenartigen Formen durch ein wärmeleitendes Material ausgebildet sind.
Eine dritte Ausführungsform wird beschrieben als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, die auf der Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberseite 21 elastische Wärmeleitungselemente 21a, die eine Elastizität aufweisen und in spaltenartigen Formen durch ein wärmeleitendes Material ausgebildet sind, anstelle der elastischen Wärmeleitungselemente 18h enthält.
9 illustriert schematisch eine Struktur der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass unter Komponenten, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten sind, die Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie denen in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform gleich sind, und somit auf eine Beschreibung dieser doppelten Komponenten verzichtet wird.
Wie in 9 illustriert, sind auf der Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberseite 21 die Vielzahl von elastischen Wärmeleitungselementen 21a vorgesehen, die eine Elastizität, wie Silikonkautschuk mit geringer Härte, aufweisen und die in spaltenartigen Formen durch ein wärmeleitendes Material ausgebildet sind.
Die elastischen Wärmeleitungselemente 21a sind vorgesehen, es zu ermöglichen, um auf einer Arbeitsoberfläche der Spannvorrichtungsoberseite 21 anzuliegen und es zu ermöglichen, dass die untere Oberfläche der Sondenplatte 18 in einem Zustand ist, in dem die Sonden 18a nicht auf den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a anliegen, und um elastisch verformbar zu sein, damit das Anliegen zwischen den Sonden 18a und den jeweilig entsprechenden Verbindungsfeldern 28a nicht verhindert wird.
Dadurch wird Wärme der Wärmequelle 24, die in der Spannvorrichtungsoberseite 21 vorgesehen ist, auf den Halbleiter-Wafer 28 und die Sondenplatte 18 übertragen. Dementsprechend kann die Zeit, bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht, verkürzt werden, und die Zeit bis zum Start einer Messung kann weiter verkürzt werden.
<Vierte Ausführungsform>
Die erste Ausführungsform ist beschrieben worden als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, in der die elastischen Wärmeleitungselemente 18h so außerhalb der Verbindungsfelder 28a auf der unteren Oberfläche der mehrschichtigen Leiterschicht 18c der Sondenplatte 18 angeordnet sind, dass sie nicht die Verbindungsfelder 28a kontaktieren.
Eine vierte Ausführungsform wird beschrieben als ein Beispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1, in der die elastischen Wärmeleitungselemente 18h außerhalb und innerhalb der Verbindungsfelder 28a angeordnet sind.
10A und 10B sind Ansichten der Sondenplatte 18, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist, aus der Sicht einer unteren Seite. 10A illustriert ein erstes Anliegen, während 10B ein zweites Anliegen illustriert. Es ist zu beachten, dass in den 10A und 10B eine Position des Halbleiter-Wafers 28 und Positionen der Verbindungsfelder 28a der mehreren Chips oder DUT Chips, die auf dem Halbleiter-Wafer 28 ausgebildet sind, durch gestrichelte Linien illustriert sind.
Die Anzahl von Sonden 18a der Sondenplatte 18, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform enthalten sind, ist die Hälfte der Anzahl von Sonden 18a der Sondenplatte 18, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind.
Somit ist die Anzahl der Sonden 18a der Sondenplatte 18, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform enthalten sind, die Hälfte der Anzahl von Sonden 18a der Sondenplatte 18, die in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind. Nachdem die Sonden 18a auf der ersten Hälfte der jeweilig entsprechenden Verbindungsfelder 28a anliegen, um eine elektrische Prüfung durchzuführen, wird die Spannvorrichtungsoberseite 21 bewegt, und die Sonden 18a liegen auf der anderen Hälfte der Verbindungsfelder 28a an, um eine elektrische Prüfung durchzuführen.
Wie in 10A illustriert, führt die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform, als ein erstes Anliegen, genauer gesagt eine elektrische Prüfung der Verbindungsfelder 28a, die in dem ersten Anliegen an Positionen 28c der Verbindungsfelder platziert sind, dargestellt als schraffierte Rechtecke, die durch gestrichelte Linien gezeichnet sind, unter all den Verbindungsfeldern 28a, die jeweils den Sonden 18a entsprechen, durch.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform bewegt danach die Spannvorrichtungsoberseite 21 in eine X Richtung.
Wie in 10B illustriert, führt die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform, als ein zweites Anliegen, dadurch eine elektrische Prüfung der Verbindungsfelder 28b, die in dem zweiten Anliegen an Positionen 28b der Verbindungsfelder platziert sind, dargestellt als schraffierte Rechtecke, die durch gestrichelte Linien gezeichnet sind, unter all den Verbindungsfeldern 28a, die jeweils den Sonden 18a entsprechen, durch.
Auf diese Weise kann in der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform, da die Anzahl der Sonden 18a halbiert ist, die Verdrahtung erleichtert werden.
Da ferner die Anzahl der Sonden 18a halbiert ist, können die elastischen Wärmeleitungselemente 18h nicht nur außerhalb der Positionen der Verbindungsfelder 28a angeordnet sein, sondern auch innerhalb der Positionen der Verbindungsfelder 28a, das heißt, an Positionen, die wie in 10A und 10B dargestellt nicht mit Sonden 18a vorgesehen sind.
Dadurch wird Wärme von dem Halbleiter-Wafer 28 zu der Sondenplatte 18 leichter übertragen. Entsprechend kann die Zeit bis die Sondenplatte 18 ein Wärmegleichgewicht erreicht, weiter verkürzt werden, und die Zeit bis zum Start einer Messung kann erheblich verkürzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013-142391 [0001]
JP 2011-89891 [0009]
JP 2010-151740 [0009]

Claims

Elektrische Verbindungsvorrichtung, die einen Aufspanntisch aufweist, der auf einer Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs ein Bauelement in der Prüfung hält, das eine Vielzahl von Elektroden aufweist, und der das Bauelement in der Prüfung heizt und kühlt, und die die Vielzahl von Elektroden mit einem Prüfer verbindet, umfassend: eine Sondenkarte, die eine Sondenplatte aufweist, die mit einer ersten Oberfläche von ihr gegenüber dem Prüfer vorgesehen ist und die in ihr eine Leiterbahn ausgebildet hat, die mit dem Prüfer elektrisch verbunden werden soll, und eine Vielzahl von Sonden, die auf einer zweiten Oberfläche der Sondenplatte vorgesehen sind, um mit der Leiterbahn verbunden zu werden und um es zu ermöglichen, die Vielzahl von Elektroden des Bauelements in der Prüfung auf dem Aufspanntisch entsprechend zu kontaktieren und relativ zu dem Aufspanntisch zu bewegen; und ein oder eine Vielzahl von elastischen Wärmeleitungselementen, die zwischen der Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs oder dem Bauelement in der Prüfung auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte angeordnet sind, wobei das elastische Wärmeleitungselement es ermöglicht, an der Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs oder dem Bauelement in der Prüfung auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte in einem Zustand anzuliegen, in dem die Vielzahl von Sonden nicht an der Vielzahl jeweilig entsprechender Elektroden anliegt, und wobei es elastisch deformierbar ist, um ein Anliegen zwischen der Vielzahl von Sonden und der Vielzahl von jeweilig entsprechenden Elektroden nicht zu verhindern.
Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem freien Zustand, in dem zwischen der Arbeitsoberfläche des Aufspanntischs oder dem Bauelement in der Prüfung auf der Arbeitsoberfläche und der Sondenplatte keine elastische Kompression erfahren wird, das elastische Wärmeleitungselement eine längere Ausdehnung als die Distanz von der Sondenplatte zu Spitzenenden der Sonden aufweist.
Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das elastische Wärmeleitungselement an einem ersten Ende von ihr an der zweiten Oberfläche der Sondenkarte fixiert ist und an einem zweiten Ende von ihr in Richtung des Bauelements in der Prüfung zeigt, wobei es über die Spitzenenden der Sondenplatte führt.
Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das elastische Wärmeleitungselement aus Wärme leitendem Silikongummi hergestellt ist.
Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die elastischen Wärmeleitungselemente eine Vielzahl von säulenartigen Körpern sind, und so angeordnet sind, dass sie ein entsprechend angeordnetes Gebiet der Sonden von der Sondenplatte umgeben.
Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das elastische Wärmeleitungselement ein ringförmiges Element ist, das so angeordnet ist, dass es das entsprechend angeordnete Gebiet der Sonden von der Sondenplatte umgibt.