JP2001108707A - Probe guard device - Google Patents

Probe guard device

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JP2001108707A
JP2001108707A JP28661199A JP28661199A JP2001108707A JP 2001108707 A JP2001108707 A JP 2001108707A JP 28661199 A JP28661199 A JP 28661199A JP 28661199 A JP28661199 A JP 28661199A JP 2001108707 A JP2001108707 A JP 2001108707A
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JP
Japan
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probe
pad
probe pin
contact
needle
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JP28661199A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Mizoguchi
康寛 溝口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe card device capable of performing satisfactory characteristic inspection, by preventing contact failure between a probe pin and an IC pad due to spring deterioration with a simple structure. SOLUTION: Contact pressure between a needle 13b and an IC 21 is relieved and adjusted by causing stretching deflection evenly in 2 directions perpendicular to a pressing direction by an S-shaped spring 13c elastically holding the needle 13b against a pressing force applied when a probe pin 13 is brought into contact with an IC pad 22 provided on the IC 21. Also, by bringing a tip of the needle 13b into contact with the IC pad 22 at a predetermined tilt angle thereto, an insulation film formed on a surface of the IC pad 22 is satisfactorily peeled off, so that the electrical resistance between the probe pin 13 and the IC pad 22 is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の電気的特性等を検査する際に用いられるプローブガ
ード装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe guard device used for inspecting electrical characteristics and the like of a semiconductor integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路(以下、ICと略
記する)の多機能化、高密度化に伴い、その特性検査や
信頼性試験の重要度が一層増している。以下に、ウェハ
段階におけるICの検査工程について、図4、図5を参
照して説明する。図4(a)に示すように、シリコンウ
ェハ20上には、所定の機能を実現するための素子を備
えたIC21が複数個形成されている。各IC21は、
図4(b)に示すように、概ね、ダイ21aの略中央に
設けられた素子形成領域21bと、ダイ21aの周辺部
に設けられたパッド形成領域21cから構成されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor integrated circuits (hereinafter, abbreviated as ICs) have become multifunctional and have higher densities, the importance of characteristic tests and reliability tests has further increased. Hereinafter, an IC inspection process at the wafer stage will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4A, on a silicon wafer 20, a plurality of ICs 21 each having an element for realizing a predetermined function are formed. Each IC 21
As shown in FIG. 4 (b), it generally includes an element forming region 21b provided substantially at the center of the die 21a, and a pad forming region 21c provided around the die 21a.

【0003】このようなIC21は、図5に示すよう
に、シリコンウェハ20の状態のまま、ウェハプローバ
30のステージ31上に搭載、保持され、ステージに対
向するテストヘッド(図示を省略)に装着されたプロー
ブガード10により、各IC21毎に電気的に接続され
る。そして、ICテスタ(測定器)32から配線ケーブ
ル33を介して印加されるテスト信号に対するIC21
からの出力信号を評価することにより、特性試験を行っ
ていた。
[0005] As shown in FIG. 5, such an IC 21 is mounted and held on a stage 31 of a wafer prober 30 in a state of a silicon wafer 20, and is mounted on a test head (not shown) facing the stage. The probe guard 10 is electrically connected to each IC 21. Then, the IC 21 responds to the test signal applied from the IC tester (measuring device) 32 through the distribution cable 33.
A characteristic test has been performed by evaluating the output signal from the computer.

【0004】ここで、プローブガード10の一例とし
て、垂直プローブガードについて図6を参照して説明す
る。図6(a)に示すように、垂直プローブガード10
Aは、絶縁性のプローブガード基板11Aと、プローブ
ガード基板11Aの一面(下面)側に設けられたピン保
持部12Aと、ピン保持部12Aから垂直に突出するプ
ローブピン(群)13Aと、プローブガード基板11の
他面(上面)側に設けられた配線層14と、を有して構
成されている。なお、配線層14の一端側は、図5に示
したように、配線ケーブル33を介してICテスタ32
に接続されている。
Here, a vertical probe guard will be described as an example of the probe guard 10 with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, the vertical probe guard 10
A is an insulating probe guard substrate 11A, a pin holding portion 12A provided on one surface (lower surface) of the probe guard substrate 11A, a probe pin (group) 13A vertically protruding from the pin holding portion 12A, and a probe. And a wiring layer 14 provided on the other surface (upper surface) side of the guard substrate 11. The one end of the wiring layer 14 is connected to an IC tester 32 via a wiring cable 33 as shown in FIG.
It is connected to the.

【0005】ピン保持部12Aは、図6(b)に示すよ
うに、タングステン銅等の材質により形成されたプロー
ブピン13Aを収納し、ICのパッド形成領域に設けら
れたICパッドとプローブピン13Aとの接触の際に印
加される押圧力に応じて、該プローブピン13Aをスラ
イド保持するための収納孔15Aと、収納孔15A内に
収納され、プローブピン13Aの一端側とプローブガー
ド基板11A側との間に介装されたU字型スプリング1
6Aと、を有している。プローブピン13Aは、図6
(c)に示すように、検査対象となるIC21上に設け
られたICパッド22の配列に対応するように配置され
ている。また、U字型スプリング16Aのプローブガー
ド基板11A側は、プローブガード基板11A上面側の
配線層14Aに接続されている。
As shown in FIG. 6B, the pin holding section 12A houses a probe pin 13A formed of a material such as tungsten copper, and an IC pad and a probe pin 13A provided in an IC pad formation region. According to the pressing force applied at the time of contact with the probe pin 13A, a receiving hole 15A for slidingly holding the probe pin 13A, and the probe pin 13A is stored in the receiving hole 15A, and one end side of the probe pin 13A and the probe guard substrate 11A side. U-shaped spring 1 interposed between
6A. The probe pin 13A is shown in FIG.
As shown in (c), they are arranged so as to correspond to the arrangement of the IC pads 22 provided on the IC 21 to be inspected. The probe guard substrate 11A side of the U-shaped spring 16A is connected to the wiring layer 14A on the upper surface of the probe guard substrate 11A.

【0006】このようなプローブガード10Aは、図5
に示したウェハプローバ30のテストヘッドに装着さ
れ、図7(a)、(b)に示すように、プローブピン1
3AをIC21上のICパッド22に接触させる際に印
加される押圧力(矢印FA)に対して、ピン保持部15
A内に設けられたU字型スプリング16Aが弾性的にた
わむことにより、プローブピン13Aが上下移動し、プ
ローブピン13AとICパッド22間の接触圧を良好に
保つように構成されている。このとき、プローブピン1
3Aの先端とICパッド22との接触状態は、プローブ
ピン13Aが垂直にICパッド22上面に押し付けられ
るため、U字型スプリング16Aの弾性力に応じた点接
触状態となっている。
[0006] Such a probe guard 10A is shown in FIG.
7A is mounted on the test head of the wafer prober 30 shown in FIG.
3A is pressed against the IC pad 22 on the IC 21 by a pressing force (arrow FA) applied to the pin holding portion 15.
When the U-shaped spring 16A provided in A flexes elastically, the probe pin 13A moves up and down, and the contact pressure between the probe pin 13A and the IC pad 22 is kept good. At this time, probe pin 1
The contact state between the tip of 3A and the IC pad 22 is a point contact state according to the elastic force of the U-shaped spring 16A because the probe pin 13A is pressed vertically on the upper surface of the IC pad 22.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のプローブガード装置においては、ICパッドと電気的
に接触するプローブピンがU字型スプリングにより弾性
的に保持された構成を有しているため、次に示すような
問題を有している。 (1)ICの高集積密度化に伴う入出力端子数の増加や
ICパッドの微細化により、プローブピンの小型化、狭
ピッチ化が進んでおり、プローブピンを保持するスプリ
ングも小型化が求められている。そのため、検査作業の
繰り返しによるスプリングの弾性疲労や劣化が著しくな
る。
As described above, the conventional probe guard device has a configuration in which a probe pin electrically contacting an IC pad is elastically held by a U-shaped spring. Therefore, it has the following problems. (1) With the increase in the number of input / output terminals and the miniaturization of IC pads accompanying the increase in the integration density of ICs, the miniaturization and narrowing of the probe pins are progressing, and the springs holding the probe pins also need to be miniaturized. Have been. Therefore, elastic fatigue and deterioration of the spring due to repetition of the inspection work become remarkable.

【0008】特に、図8(a)に示すように、U字型ス
プリング16Aを採用した場合、形状が簡易で小型化に
向くという利点はあるものの、押圧力(矢印FA)対す
る伸縮たわみが一方向(矢印DA)に偏っているため、
U字型スプリング16の劣化によって、プローブピン1
3Aの保持バランスが均等ではなくなり、図8(a)、
(b)に示すように、プローブピン13Aの先端位置が
徐々にずれて(矢印PA)、ついにはICパッド22か
ら外れて接触不良や周辺回路(回路素子)の破損を生じ
るという問題を有している。
In particular, as shown in FIG. 8 (a), when a U-shaped spring 16A is employed, there is an advantage that the shape is simple and suitable for miniaturization, but there is one expansion and contraction deflection against the pressing force (arrow FA). Because it is biased in the direction (arrow DA),
The deterioration of the U-shaped spring 16 causes the probe pin 1
The holding balance of 3A is not equal, and FIG.
As shown in (b), there is a problem that the tip position of the probe pin 13A gradually shifts (arrow PA) and eventually comes off the IC pad 22 to cause a contact failure or damage to a peripheral circuit (circuit element). ing.

【0009】(2)プローブガード基板に対して垂直に
突出した構造を有しているため、プローブピンとICパ
ッドとの接触状態は、図7に示したように、U字型スプ
リングの弾性力に応じた接触圧力で、プローブピンが垂
直にICパッド上面に押し付けられた点接触状態となっ
ている。一方、図9(a)に示すように、ICパッド2
2表面は、パッド材料の酸化により生成される薄い金属
酸化膜(絶縁膜)23が形成されており、そのままで
は、プローブピン13AとICパッド22との良好な電
気的な接続が得られないが、図9(b)、(c)に示す
ように、プローブピン13AをICパッド22上面に押
し付けることにより、非常に狭い点領域23Aにおい
て、金属酸化膜23が剥離されて電気的な接続が得られ
る。
(2) Due to the structure projecting perpendicular to the probe guard substrate, the contact state between the probe pin and the IC pad is limited by the elastic force of the U-shaped spring as shown in FIG. With the corresponding contact pressure, the probe pin is in a point contact state in which the probe pin is vertically pressed against the upper surface of the IC pad. On the other hand, as shown in FIG.
On the second surface, a thin metal oxide film (insulating film) 23 formed by oxidation of the pad material is formed, and good electrical connection between the probe pin 13A and the IC pad 22 cannot be obtained as it is. As shown in FIGS. 9B and 9C, by pressing the probe pin 13A against the upper surface of the IC pad 22, the metal oxide film 23 is peeled off in a very narrow point region 23A to obtain an electrical connection. Can be

【0010】しかしながら、このような点領域23Aに
おける電気的な接続状態では、電気抵抗が大きくなり、
IC21への入出力信号が変化、又は、不安定となり、
正確な特性検査及び評価を行うことができないという問
題を有している。また、プローブピン13AとICパッ
ド22との接触状態は、U字型スプリング16Aの弾性
力に応じた接触圧力に左右されるため、U字型スプリン
グ16Aの弾性疲労や劣化状態によっては、正確な特性
検査を行うことができないという問題を有している。
However, in such an electrically connected state in the point region 23A, the electric resistance increases,
The input / output signal to the IC 21 changes or becomes unstable,
There is a problem that accurate characteristic inspection and evaluation cannot be performed. Further, since the contact state between the probe pin 13A and the IC pad 22 depends on the contact pressure according to the elastic force of the U-shaped spring 16A, accurate contact depending on the elastic fatigue or deterioration state of the U-shaped spring 16A. There is a problem that the characteristic inspection cannot be performed.

【0011】なお、プローブピンを支持するスプリング
の形状としては、特開平2−38864号公報、特開平
8−97260号公報等に記載されているように、コイ
ル状のバネを用いる構成が知られている。一方、上述し
たように、ICの高集積密度化に伴って、ICパッド及
びプローブピンの小型化が要求されるようになってきて
いる。たとえば、近年においては、例えば、プローブピ
ンの直径として80μm、収納孔の内径としては84μ
mが採用され、また、ピン間ピッチは150μm程度に
設定されているため、このような微細な寸法に対応し
て、弾性金属材料を加工して微小なコイルスプリングを
製造することは極めて困難となっている。そのため、簡
易な構成で良好な接触状態を長期にわたって維持するこ
とができるプローブガード装置の開発が求められてい
る。
As a shape of the spring for supporting the probe pin, a configuration using a coiled spring is known, as described in JP-A-2-38864, JP-A-8-97260 and the like. ing. On the other hand, as described above, miniaturization of IC pads and probe pins has been required with an increase in the integration density of ICs. For example, in recent years, for example, the diameter of a probe pin is 80 μm, and the inner diameter of a storage hole is 84 μm.
m, and the pitch between the pins is set to about 150 μm. Therefore, it is extremely difficult to manufacture a minute coil spring by processing an elastic metal material corresponding to such minute dimensions. Has become. Therefore, there is a demand for the development of a probe guard device that can maintain a good contact state for a long time with a simple configuration.

【0012】そこで、本発明は、このような問題点に鑑
み、簡易な構成でスプリングの劣化に伴うプローブピン
とICパッドとの接触不良を防止し、良好な特性検査を
実行することができるプローブガード装置を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a probe guard capable of preventing a contact failure between a probe pin and an IC pad due to deterioration of a spring with a simple configuration and performing a good characteristic test. It is intended to provide a device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブガ
ード装置は、プローブピンを半導体集積回路のパッドに
接触させる際に印加される押圧力を、S字型スプリング
等の、2次元的に屈曲した構造を有する弾性部材によ
り、複数方向で均等に吸収するとともに、プローブピン
の先端部を前記パッドに対して所定の角度で傾斜して接
触させるようにしたことを特徴としている。そのため、
本発明に係るプローブガード装置によれば、プローブピ
ンをパッドに接触させる際に印加される押圧力が、弾性
部材により押圧力に垂直な方向に均等に吸収されるとと
もに、傾斜して接触するプローブピンの先端部により、
パッド表面の薄い絶縁膜を広範囲にわたって剥離して、
プローブピンとパッドとの接触面積の拡大、及び、接触
状態の安定化が図られる。
According to a probe guard device of the present invention, a pressing force applied when a probe pin is brought into contact with a pad of a semiconductor integrated circuit is two-dimensionally bent by an S-shaped spring or the like. The elastic member having the above-mentioned structure absorbs evenly in a plurality of directions, and makes the tip of the probe pin contact the pad at a predetermined angle. for that reason,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the probe guard apparatus which concerns on this invention, while the pressing force applied when making a probe pin contact a pad is absorbed equally in the direction perpendicular | vertical to a pressing force by an elastic member, the probe which contacts incliningly By the tip of the pin,
Peel the thin insulating film on the pad surface over a wide area,
The contact area between the probe pin and the pad is increased, and the contact state is stabilized.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプローブガー
ド装置の実施の形態について、図面を参照して詳しく説
明する。図1は、本発明に係るプローブガード装置に適
用されるプローブガードの一実施形態を示す概略構成図
である。ここで、本実施形態に係るプローブガードは、
従来技術(図5参照)に示したものと同等の構成を有す
るプローブガード装置に良好に適用される。図1(a)
に示すように、本実施形態に係るプローブガード10
は、絶縁性のプローブガード基板11の下面側に固定部
材12により固定されたプローブピン(群)13と、プ
ローブガード基板11の上面側に形成された配線層14
と、を有して構成されている。なお、図示を省略した
が、配線層14の一端側は、図5に示した場合と同様
に、配線ケーブル33を介してICテスタ32に接続さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the probe guard device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a probe guard applied to a probe guard device according to the present invention. Here, the probe guard according to the present embodiment is:
It is favorably applied to a probe guard device having a configuration equivalent to that shown in the prior art (see FIG. 5). FIG. 1 (a)
As shown in FIG.
Are a probe pin (group) 13 fixed to the lower surface side of the insulating probe guard substrate 11 by the fixing member 12, and a wiring layer 14 formed on the upper surface side of the probe guard substrate 11.
, And is configured. Although not shown, one end of the wiring layer 14 is connected to the IC tester 32 via the wiring cable 33 as in the case shown in FIG.

【0015】プローブピン13は、図1(b)に示すよ
うに、プローブガード基板11の下面側に垂直に突出し
て配置され、樹脂材料等の固定部材12により密着固定
されたピンガイド13aと、ピンガイド13aに基部側
が収納されたニードル13bと、ピンガイド13a内に
収納され、ニードル13bの基部とプローブガード基板
11とを弾性的に保持するS字型スプリング(弾性部
材)13cから構成されている。ここで、プローブピン
13は、図1(c)に示すように、検査対象となるIC
21上に設けられたICパッド22の配列に対応するよ
うに配置されている。ピンガイド13aは、例えば、円
筒状の絶縁部材により形成され、ニードル13bの基部
がピンガイド13aの延伸方向(プローブガード基板1
1に垂直な方向)に円滑に移動するように形成されてい
る。
As shown in FIG. 1B, the probe pins 13 are vertically protruded from the lower surface of the probe guard board 11, and are pin-fixed by a fixing member 12 such as a resin material. It is composed of a needle 13b whose base is housed in the pin guide 13a, and an S-shaped spring (elastic member) 13c housed in the pin guide 13a and elastically holding the base of the needle 13b and the probe guard board 11. I have. Here, the probe pin 13 is, as shown in FIG.
The IC pads 22 are arranged so as to correspond to the arrangement of the IC pads 22 provided thereon. The pin guide 13a is formed of, for example, a cylindrical insulating member, and the base of the needle 13b extends in the extending direction of the pin guide 13a (the probe guard substrate 1).
(In the direction perpendicular to 1).

【0016】ニードル13bは、例えば、タングステン
銅により形成され、ピンガイド13aに収納、保持され
る基部と、該基部に対して、例えば、167°の傾斜角
を有して屈曲形成された先端部から構成されている。S
字型スプリング13cは、弾性力を有しつつ、電気伝導
性に優れた材質により構成され、ピンガイド13a内部
でニードル13bの基部とプローブガード基板11間に
介装されて、ニードル13bを弾性的に保持するように
なっている。S字型スプリング13のプローブガード基
板11側は、プローブガード基板11を貫通する導電
層、又は、配線を介してプローブガード基板11の上面
側に取り出され、例えば、はんだ付けにより配線層14
に接続されている。すなわち、ニードル13bは、S字
型スプリング13及び配線層14を介して、図示を省略
したICテスタに電気的に接続されている。
The needle 13b is made of, for example, tungsten copper, and is accommodated and held in the pin guide 13a, and a tip portion bent and formed with an inclination angle of, for example, 167 ° with respect to the base. It is composed of S
The C-shaped spring 13c is made of a material having excellent electrical conductivity while having elasticity, and is interposed between the base of the needle 13b and the probe guard board 11 inside the pin guide 13a to elastically move the needle 13b. To be held. The probe guard substrate 11 side of the S-shaped spring 13 is taken out to the upper surface side of the probe guard substrate 11 through a conductive layer penetrating the probe guard substrate 11 or wiring, and is connected to the wiring layer 14 by, for example, soldering.
It is connected to the. That is, the needle 13b is electrically connected to an IC tester (not shown) via the S-shaped spring 13 and the wiring layer 14.

【0017】次いで、上述した構成を有するプローブガ
ードを用いて、電気的な特性検査を実行する場合のプロ
ーブピンの動作状態について、図面を参照して説明す
る。図2は、本実施形態に適用されるプローブガードの
動作機構を説明する概略図である。上述したような構成
を有するプローブガードにおいて、図2(a)に示すよ
うに、シリコンウェハ20上の検査対象となっているI
C21に対してプローブピン13を接触していない状
態、すなわち、非検査時には、S字型スプリング13c
は自由長の状態にあって、ニードル13bがピンガイド
13aから最も突出した状態にある。
Next, an operation state of the probe pins when an electrical characteristic test is performed using the probe guard having the above-described configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation mechanism of the probe guard applied to the present embodiment. In the probe guard having the above-described configuration, as shown in FIG.
In a state where the probe pin 13 is not in contact with C21, that is, at the time of non-inspection, the S-shaped spring 13c
Is in a free length state, and the needle 13b is in a state of protruding most from the pin guide 13a.

【0018】一方、検査時においては、図2(b)に示
すように、プログラムガード10がチャック31上のシ
リコンウェハ20方向(矢印F)に押し下げられて、ニ
ードル13bの先端部が検査対象となっているIC21
に接触する。これにより、ニードル13bの基部が、ピ
ンガイド13a内に押し込まれるように移動し、S字型
スプリングを構成する左右2箇所のアーチ部分におい
て、圧縮方向(矢印G)に対して垂直な2方向(矢印D
R、DL)に均等にたわむので、ニードル13bの先端
部とIC21間に印加される接触圧力が緩和調整される
とともに、S字型スプリング13cの弾性疲労や劣化が
抑制される。
On the other hand, at the time of inspection, as shown in FIG. 2B, the program guard 10 is pushed down in the direction of the silicon wafer 20 on the chuck 31 (arrow F), and the tip of the needle 13b becomes the inspection target. IC21 has become
Contact As a result, the base of the needle 13b moves so as to be pushed into the pin guide 13a, and in two arch portions on the left and right sides constituting the S-shaped spring, two directions perpendicular to the compression direction (arrow G) ( Arrow D
R, DL), the contact pressure applied between the tip of the needle 13b and the IC 21 is moderately adjusted, and the elastic fatigue and deterioration of the S-shaped spring 13c are suppressed.

【0019】また、この状態においては、ニードル13
bの基部に対して所定の角度を有して屈曲して形成され
たニードル13bの先端部が、IC21に対して傾斜し
て接触するため、ニードル13bの先端部がたわんで押
し上げられる(矢印B)ことによっても、S字型スプリ
ング13cに印加される押圧力が緩和されるとともに、
ニードル13bの先端部とIC21間の接触圧力が適正
に調整される。そして、このような接触状態を保持した
状態で、図示を省略したICテスタから特性検査用の所
定のテスト信号を印加し、出力信号を得ることにより、
ICの良否が評価される。
In this state, the needle 13
Since the tip of the needle 13b formed by bending at a predetermined angle with respect to the base of the needle b contacts the IC 21 at an angle, the tip of the needle 13b is bent and pushed up (arrow B). ) Also reduces the pressing force applied to the S-shaped spring 13c,
The contact pressure between the tip of the needle 13b and the IC 21 is appropriately adjusted. Then, while maintaining such a contact state, a predetermined test signal for characteristic inspection is applied from an IC tester (not shown), and an output signal is obtained.
The quality of the IC is evaluated.

【0020】このように、S字型スプリング13cの伸
縮たわみは、押圧方向(矢印F)に対して垂直な方向
(矢印DR、DL)に均等に生じ、さらに、ニードル1
3bの先端部におけるたわみ(矢印B)も付加されるこ
とにより、S字型スプリング13cに印加される押圧力
が緩和されるので、検査作業の繰り返しによるS字型ス
プリング13bの弾性疲労や劣化が大幅に抑制されて、
プローブピン13の保持バランスが適正に維持され、ニ
ードル13bの先端部の接触位置の移動(ずれ)を防止
することができる。よって、ニードル13bの先端部の
接触位置がICパッドから外れて、回路形成領域の回路
素子を破損することを阻止することができる。
As described above, the expansion and contraction of the S-shaped spring 13c occurs evenly in the direction (arrows DR and DL) perpendicular to the pressing direction (arrow F).
By adding the deflection (arrow B) at the tip of 3b, the pressing force applied to the S-shaped spring 13c is reduced, so that the elastic fatigue and deterioration of the S-shaped spring 13b due to the repetition of the inspection work. Greatly suppressed,
The holding balance of the probe pin 13 is properly maintained, and the movement (shift) of the contact position of the tip of the needle 13b can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the contact position of the tip portion of the needle 13b from coming off the IC pad and damaging the circuit element in the circuit forming area.

【0021】次いで、上述した検査時におけるニードル
の先端部とICパッドとの接触状態について、図面を参
照して説明する。図3は、本実施形態に適用されるプロ
ーブガードにおけるニードルの先端部とICパッドとの
接触状態を示す概略図である。ICの非検査時において
は、図3(a)に示すように、ニードル13bの先端部
は、IC21上に設けられたICパッド22に対して、
所定の傾斜角度を有して配置される。ここで、ICパッ
ド22の上面には、従来技術に示したように、パッド材
料が酸化することにより生成される薄い金属酸化膜23
が形成されている。
Next, the state of contact between the tip of the needle and the IC pad during the above-described inspection will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram showing a contact state between the tip of the needle and the IC pad in the probe guard applied to the present embodiment. At the time of non-inspection of the IC, as shown in FIG. 3A, the tip of the needle 13b is in contact with the IC pad 22 provided on the IC 21.
They are arranged with a predetermined inclination angle. Here, as shown in the prior art, a thin metal oxide film 23 formed by oxidizing the pad material is formed on the upper surface of the IC pad 22.
Are formed.

【0022】そして、ICの検査時においては、図3
(b)、(c)に示すように、ニードル13bの先端部
が、ICパッド22と接触した直後(図中、二点差線で
表示)から、所定の押圧状態(図2(b)に相当する状
態)に至るまでの間に、ICパッド22上面を接触移動
(矢印M)することにより、金属酸化膜23がニードル
13bの先端部の移動軌跡13aに沿って剥離される。
したがって、ニードル13bの先端部とICパッド22
との接触状態は、従来技術に示したように、プローブピ
ン13Aを垂直に押し当てることにより金属酸化膜23
を微小な点領域23Aだけ剥離した点接触状態ではな
く、金属酸化膜23をICパッド22の上面に沿って完
全に剥離した、比較的広い領域での面接触状態(あるい
は、線接触状態)が実現されるので、電気抵抗を十分に
低減することができ、電気的な特性検査においても検査
信号の変動を生じることなく、正確かつ適正な検査を実
現することができる。
At the time of IC inspection, FIG.
As shown in (b) and (c), immediately after the tip of the needle 13b comes into contact with the IC pad 22 (indicated by a two-dot line in the drawing), a predetermined pressing state (corresponding to FIG. 2 (b)) In this state, the upper surface of the IC pad 22 is moved by contact (arrow M) until the metal oxide film 23 is peeled off along the movement trajectory 13a of the tip of the needle 13b.
Therefore, the tip of the needle 13b and the IC pad 22
The contact state with the metal oxide film 23 is made by pressing the probe pin 13A vertically, as shown in the prior art.
Is not a point contact state where only a minute point area 23A is peeled off, but a surface contact state (or a line contact state) in a relatively large area where the metal oxide film 23 is completely peeled off along the upper surface of the IC pad 22. As a result, the electrical resistance can be sufficiently reduced, and an accurate and proper inspection can be realized without causing a change in the inspection signal even in the electrical characteristic inspection.

【0023】なお、上述した実施形態においては、ニー
ドル13bの基部とプローブガード基板11との間に介
装される弾性部材として、S字型スプリング13cを適
用した場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、「く」の字型を連続した形
状を有するスプリングであってもよい。要するに、プロ
ーブピンに印加される押圧力を、該押圧方向に対して垂
直な方向に均等に吸収することができるように、2次元
的に屈曲した構造を有するものであれば、他の構成を有
するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the S-shaped spring 13c is applied as the elastic member interposed between the base of the needle 13b and the probe guard substrate 11 has been described. The present invention is not limited to this, and may be, for example, a spring having a shape in which a "-" shape is continuous. In short, if the probe pin has a two-dimensionally bent structure so that the pressing force applied to the probe pin can be evenly absorbed in a direction perpendicular to the pressing direction, another configuration is used. You may have.

【0024】また、上述した実施形態においては、ニー
ドル13bの先端部をニードル13bの基部に対して1
67°に屈曲させたプローブピンを適用した場合につい
て説明したが、本発明は、この傾斜角度に限定されるも
のではないことはいうまでもない。すなわち、ICパッ
ドとの接触時に、ニードルの先端部がたわんで押圧力の
一部を緩和することができるものであって、かつ、IC
パッド上面の金属酸化膜(絶縁膜)を十分に剥離して良
好な接続状態を実現できるものであれば、他の屈曲角度
(傾斜角度)を有するものであってもよい。さらに、上
述した実施形態においては、プローブガード10から突
出するプローブピン(群)13により、シリコンウェハ
20上に形成された1個のIC21を検査対象として、
電気的に接続する場合について説明したが、シリコンウ
ェハ20上に形成された複数個のICを検査対象とし
て、同時に電気的に接続して検査を行うものであっても
よいことはいうまでもない。
Further, in the above-described embodiment, the tip of the needle 13b is set at one point with respect to the base of the needle 13b.
Although the case where the probe pin bent at 67 ° is applied has been described, it goes without saying that the present invention is not limited to this inclination angle. That is, at the time of contact with the IC pad, the tip of the needle bends to reduce a part of the pressing force.
As long as the metal oxide film (insulating film) on the upper surface of the pad can be sufficiently peeled off to realize a good connection state, it may have another bending angle (inclination angle). Further, in the above-described embodiment, one IC 21 formed on the silicon wafer 20 is inspected by the probe pins (group) 13 protruding from the probe guard 10.
Although the case of electrical connection has been described, it is needless to say that a plurality of ICs formed on the silicon wafer 20 may be tested and simultaneously connected and tested. .

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1又は2記載の発明によれば、プ
ローブピンを半導体集積回路のパッドに接触させる際に
印加される押圧力を、S字型スプリングのような、2次
元的に屈曲した構造を有する弾性部材により、押圧力の
方向に対して垂直な複数方向で均等に吸収するように構
成したので、プローブピンと半導体集積回路間の接触圧
力が良好に緩和調整されるとともに、弾性部材の弾性疲
労や劣化が抑制される。したがって、S字型スプリング
等の簡易かつ小型化な可能な形状を有する弾性部材によ
り、押圧力に対する伸縮たわみを均等に生じさせること
ができるので、プローブピンの保持バランスを長期にわ
たって均等に維持して、弾性部材の疲労や劣化に伴うプ
ローブピンの先端位置のずれを抑制することができ、パ
ッドとの接触不良や回路素子の破損を防止して、信頼性
の高い特性検査を実現することができる。
According to the first or second aspect of the present invention, the pressing force applied when the probe pin is brought into contact with the pad of the semiconductor integrated circuit is bent two-dimensionally, such as an S-shaped spring. With the elastic member having the above-mentioned structure, the contact pressure between the probe pin and the semiconductor integrated circuit can be satisfactorily reduced and adjusted. Elastic fatigue and deterioration are suppressed. Therefore, an elastic member having a shape that can be simplified and reduced in size, such as an S-shaped spring, can evenly generate expansion and contraction deflection with respect to the pressing force. In addition, it is possible to suppress displacement of the tip position of the probe pin due to fatigue and deterioration of the elastic member, prevent poor contact with the pad and damage to the circuit element, and realize a highly reliable characteristic test. .

【0026】請求項3記載の発明によれば、プローブピ
ンの先端部を、パッドに対して所定の角度を有するよう
に構成し、パッドに対して傾斜して接触するようにした
ので、プローブピンをパッドに接触させる際に、パッド
表面に形成された薄い絶縁膜を広範囲にわたって剥離し
て、プローブピンとパッドとの接触面積を拡大し、か
つ、安定な接触状態を実現することができる。したがっ
て、プローブピンとパッド間の電気抵抗を十分に低減す
ることができ、特性検査における検査信号の変動を生じ
ることなく、正確かつ適正な検査を実現することができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the tip of the probe pin is formed to have a predetermined angle with respect to the pad, and is contacted at an angle to the pad. When the pad is brought into contact with the pad, the thin insulating film formed on the pad surface is peeled over a wide area, so that the contact area between the probe pin and the pad can be increased and a stable contact state can be realized. Therefore, the electrical resistance between the probe pin and the pad can be sufficiently reduced, and an accurate and proper inspection can be realized without causing a change in the inspection signal in the characteristic inspection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るプローブガード装置に適用される
プローブガードの一実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a probe guard applied to a probe guard device according to the present invention.

【図2】本実施形態に適用されるプローブガードの動作
機構を説明する概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation mechanism of a probe guard applied to the embodiment.

【図3】本実施形態に適用されるプローブガードにおけ
るニードルの先端部とICパッドとの接触状態を示す概
略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a contact state between a tip portion of a needle and an IC pad in a probe guard applied to the embodiment.

【図4】シリコンウェハ上に形成されたICの概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram of an IC formed on a silicon wafer.

【図5】従来のプローブガード装置の概略構成を示す概
念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a conventional probe guard device.

【図6】従来のプローブガードの一例を示す概略構成図
である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional probe guard.

【図7】従来のプローブガードの動作機構を説明する概
略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an operation mechanism of a conventional probe guard.

【図8】従来のプローブの第1の問題点を示す概略図で
ある。
FIG. 8 is a schematic view showing a first problem of the conventional probe.

【図9】従来のプローブの第2の問題点を示す概略図で
ある。
FIG. 9 is a schematic view showing a second problem of the conventional probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……プローブガード、11……プローブガード基
板、12……固定部材、13……プローブピン、14…
…配線層、13a……ピンガイド、13b……プローブ
ピン、13c……S字型スプリング、20……シリコン
ウェハ、21……IC、22……ICパッド、23……
金属絶縁膜、30……ウェハプローバ
10 probe guard, 11 probe guard board, 12 fixing member, 13 probe pin, 14
... wiring layer, 13a ... pin guide, 13b ... probe pin, 13c ... S-shaped spring, 20 ... silicon wafer, 21 ... IC, 22 ... IC pad, 23 ...
Metal insulating film, 30 Wafer prober

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体集積回路装置上のパッドにプロー
ブピンを接触させて所定の電気的特性を検査するプロー
ブガード装置において、 前記プローブピンの基部に2次元的に屈曲した構造を有
する弾性部材を備え、前記パッドに接触させる際に前記
プローブピンに印加される押圧力を、該押圧力に垂直な
所定の方向で均等に吸収するようにしたことを特徴とす
るプローブガード装置。
1. A probe guard device for inspecting predetermined electrical characteristics by bringing a probe pin into contact with a pad on a semiconductor integrated circuit device, wherein an elastic member having a two-dimensionally bent structure is provided at a base of the probe pin. A probe guard device, wherein a pressing force applied to the probe pin when the probe pin is brought into contact with the pad is evenly absorbed in a predetermined direction perpendicular to the pressing force.
【請求項2】 前記弾性部材は、S字型のスプリングで
あって、前記プローブピンに印加される押圧力を、前記
押圧力に垂直な2方向で均等に吸収するようにしたこと
を特徴とする請求項1記載のプローブガード装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the elastic member is an S-shaped spring, and absorbs a pressing force applied to the probe pin evenly in two directions perpendicular to the pressing force. The probe guard device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記プローブピンの先端部は、前記パッ
ドに対して所定の角度を有して構成され、前記パッドに
対して傾斜して接触することを特徴とする請求項1記載
のプローブガード装置。
3. The probe guard according to claim 1, wherein a tip portion of the probe pin is formed at a predetermined angle with respect to the pad, and contacts the pad at an angle. apparatus.
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