JP2004335613A - 接触子案内部材、プローブカード及び半導体装置試験装置、並びに半導体装置の試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の突起状の外部接続端子に針状の接触子を安定して接触させる。
【解決手段】半導体装置３の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子５に針状の接触子９を接触させて半導体装置３の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置に使用され、接触子９を支持するためのプローブカード７であって、接触子９の先端部の配列に対応して、外部接続端子３の平面寸法以下でかつ接触子の先端部寸法よりも大きい口径の貫通孔１１ａをもつ接触子案内部材１１を備えている。外部接続端子３と接触子９の接触時には、接触子９の先端部は横方向への移動範囲が貫通孔１１ａの内壁により規制されるので、接触子の先端部が外部接続端子の表面から滑り落ちるのを防止して、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＧＡ（ボールグリットアレイ）やＣＳＰ（チップサイズパッケージ）、ＷＬＣＳＰ（ウエハレベルＣＳＰ）、フリップチップなど、一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置、及びその試験装置に使用される接触子案内部材及びプローブカード、並びに半導体装置の試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＳＰやＢＧＡ、ＷＬＣＳＰ、フリップチップなどの半導体装置は、マトリックス状に配列された複数の突起状のバンプ電極を備えている。バンプ電極は例えば半田や金などにより形成されている。
このような半導体装置において電気的特性試験を実施する際、バンプ電極に試験用の接触子が接触される。また、このような半導体装置は回路基板に搭載される際にはバンプ電極が回路基板の配線に接着されるので、すべてのバンプ電極の最上部の高さが均一であることが必要とされる。そこで、電気的特性試験の際には、バンプ電極の最上部の凹みや傷の発生を避けるために、試験用の接触子はバンプ電極の最上部を避けてバンプ電極に接触される。
【０００３】
図１４は、接触子としてのプローブピン（ポゴピンとも称される）の一例を示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す側面図、（Ｂ）はボール端子と接触する部分をボール端子と接触した状態を拡大して示す断面図である。
【０００４】
コンタクトピン２１は、コンタクトピン本体２３と、本体２３の一端に設けられたボール端子接触用コンタクト２５と、本体２３の他端に設けられた電極接触用コンタクト２７により構成される。ボール端子接触用コンタクト２５には、半導体装置３のバンプ電極（外部接続端子）５と接触する部分にテーパー状の半田ボール接触部２５ａが形成されている。ボール端子接触用コンタクト２５と電極接触用コンタクト２７は本体２３内で電気的に接続されている。
【０００５】
半導体装置３の電気的特性試験の際には、電極接触用コンタクト２７と試験装置の電極が電気的に接続され、バンプ電極５がボール端子接触用コンタクト２５の半田ボール接触部２５ａ内に収容されてバンプ電極５とボール端子接触用コンタクト２５が電気的に接続される。ここで、ボール端子接触用コンタクト２５とバンプ電極５の接触面２９は円状の線接触になる（（Ｂ）参照）。これにより、バンプ電極５の頂点を損傷させることなくボール端子接触用コンタクト２５とバンプ電極５を接触させることができる。
【０００６】
しかし、接触子として図１４に示したようなプローブピンを用いた場合には、１つの外部接続端子に対して１本の接触子しか接触させることができず、１つの外部接続端子に対して２本の接触子を接触させるケルビンコンタクト（Ｋｅｌｖｉｎ Ｃｏｎｔａｃｔ）などの接触方法を行なうことができない。
【０００７】
一方、針状の接触子を用いたプローブカード（カンチレバー型プローブカードと呼ばれる）によれば、１つの外部接続端子に対して２本以上の接触子を接触させることができる。カンチレバー型プローブカードは例えば特許文献１に開示されている。
【０００８】
図１５は、従来のカンチレバー型プローブカードの概略構成図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。
プローブカード３１には、半導体装置３のバンプ電極５と電気的接続をとるための針状のプローブ針９が設けられている。プローブ針９の先端部はバンプ電極５の配列に対応して配置されている。
【０００９】
プローブカード３１の下方に、半導体装置３を位置決めするための可動ステージ（図示は省略）が設けられている。
試験時には、（Ｂ）に示すように、半導体装置３を搭載した可動ステージが上方側へ移動され、バンプ電極５とプローブ針９が接触される。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−４８９９６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１６は、従来のプローブカードの試験時の状態における不具合を示す図であって、プローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
図１６に示すように、カンチレバー型プローブカードを用いてプローブ針９を半導体装置３のバンプ電極５に接触させる場合、プローブ針９をバンプ電極５に頂点を避けて接触をさせると（一点鎖線位置参照）、プローブ針９の先端部がバンプ電極５の表面から滑り落ちてしまうことがあり（実線位置参照）、バンプ電極５とプローブ針９の安定した接触を図ることができないという不具合があった。
【００１２】
そこで本発明は、半導体装置の外部接続端子に針状の接触子を安定して接触させることができる接触子案内部材、プローブカード及び半導体装置試験装置、並びに半導体装置の試験方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の接触子案内部材は、半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置に使用され、上記接触子を支持するためのプローブカードと半導体装置の間に配置されるものであり、上記接触子の先端部の配列に対応して、上記外部接続端子の平面寸法以下でかつ上記接触子の先端部寸法よりも大きい口径の貫通孔をもつものである。
【００１４】
本発明のプローブカードは、半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置に使用され、上記接触子を支持するためのものであって、本発明の接触子案内部材を備えているものである。
【００１５】
本発明の半導体装置試験装置は、半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうものであって、本発明の接触子案内部材を備えているものである。このような構成は例えば本発明のプローブカードを用いることにより実現できる。ただし、本発明の半導体装置試験装置は本発明のプローブカードを用いたものに限定されるものではなく、上記接触子案内部材はプローブカード以外の部材に支持されている構成であってもよい。
【００１６】
本発明の半導体装置の試験方法は、半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なう方法であって、本発明の接触子案内部材を用い、上記外部接続端子と上記貫通孔を位置合わせして上記接触子案内部材を半導体装置の近傍に配置した状態で、上記接触子の先端部を上記貫通孔を介して上記外部接続端子と接触させる。
【００１７】
本発明の接触子案内部材、プローブカード及び半導体装置試験装置、並びに半導体装置の試験方法によれば、半導体装置の外部接続端子と接触子の接触時には、接触子の先端部について、横方向（半導体装置の外部接続端子が配置される面と水平な方向）への移動範囲が貫通孔の内壁により規制されるので、接触子の先端部が外部接続端子の表面から滑り落ちるのを防止して、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の接触子案内部材において、上記貫通孔の半導体装置側の開口はテーパー形状に形成されているようにしてもよい。
本発明のプローブカード及び半導体装置試験装置、並びに半導体装置の試験方法において、上記貫通孔の半導体装置側の開口がテーパー形状に形成されている上記接触子案内部材を用いるようにしてもよい。
これにより、半導体装置の外部接続端子への接触子案内部材の接触による外部接続端子の損傷を防止することができる。ここで、貫通孔のテーパー形状部分の最大開口寸法は外部接続端子の寸法よりも大きいことが好ましい。
【００１９】
本発明の接触子案内部材において、上記接触子案内部材は被検査物の半導体装置と熱膨張係数が同等の材料により形成されているようにしてもよい。
本発明のプローブカード及び半導体装置試験装置、並びに半導体装置の試験方法において、上記接触子案内部材は被検査物の半導体装置と熱膨張係数が同等の材料により形成されている上記接触子案内部材を用いるようにしてもよい。
これにより、接触子案内部材と半導体装置の熱膨張係数の差が大きいことに起因して貫通孔と外部接続端子の位置がずれるのを防止することができる。例えば半導体装置の基板がシリコン基板である場合、接触子案内部材の材料として芳香族系液晶性樹脂（例えばエコノール（ＥＫＯＮＯＬ、ＳＯＨＩＯ社（米国）の登録商標））やセラミックなどを挙げることができる。
【００２０】
本発明のプローブカードにおいて、上記接触子案内部材は半導体装置の上記一平面に対して垂直方向に移動可能に配置されているようにしてもよい。
本発明の半導体装置試験装置及び半導体装置の試験方法において、上記接触子案内部材は半導体装置の上記一平面に対して垂直方向に移動可能に配置されている上記プローブカードを用いるようにしてもよい。
これにより、外部接続端子を含む半導体装置への接触子案内部材による押圧を低減することができ、外部接続端子や半導体装置自体の損傷を防止することができる。
【００２１】
本発明の接触子案内部材において、上記貫通孔の半導体装置とは反対側の開口はテーパー形状に形成されているようにしてもよい。
本発明のプローブカードにおいて、上記接触子案内部材は半導体装置の上記一平面に対して垂直方向に移動可能に配置されている態様において、上記貫通孔の半導体装置とは反対側の開口はテーパー形状に形成されており、上記接触子の先端部は、待機時には上記貫通孔の上記テーパー形状部分に対応する位置に配置されており、試験時には上記貫通孔の上記テーパー形状部分に沿って上記貫通孔の中央側に導かれて上記外部接続端子に接触するようにしてもよい。
この態様のプローブカードを、本発明の半導体装置試験装置及び半導体装置の試験方法に用いるようにしてもよい。その場合、待機時から試験時に移行する際に、接触子の先端部及び上記接触子案内部材のいずれか一方のみを移動させてもよいし、又は両方を移動させてもよい。
これにより、貫通孔のテーパー形状部分で接触子の先端部の汚れなどを取ることができ、接触子と外部接続端子の安定した接触を図ることができる。ここで、貫通孔のテーパー形状部分の最大開口寸法は外部接続端子の寸法よりも大きくてもよい。
【００２２】
本発明のプローブカードにおいて、１つの上記貫通孔に対して少なくとも２本の上記接触子の先端部が配置されているようにしてもよい。
本発明の半導体装置試験装置及び半導体装置の試験方法において、１つの上記貫通孔に対して少なくとも２本の上記接触子の先端部が配置されている上記プローブカードを用いるようにしてもよい。
これにより、２本の接触子を１つの接触端子に接触させるケルビンコンタクトなどの接触方法による電気的特性試験を実現できる。
【００２３】
【実施例】
図１は、接触子案内部材及びプローブカードの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は一部断面で示す側面図、（Ｂ）は平面図である。図２はその実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部断面で示す側面図である。図１及び図２は電気的特性試験の待機時の状態を示している。図３は図１の実施例の試験時の状態を一部断面で示す側面図である。図４は試験時の状態のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部断面で示す側面図である。図５は半導体装置試験装置の一実施例を示す概略構成図である。まず、図５を参照して半導体装置試験装置の一実施例を説明する。
【００２４】
半導体装置を位置決めするための可動ステージ１が設けられている。可動ステージ１上には被検査物であるウエハ状又はチップ状の半導体装置３がバンプ電極（外部接続端子）５を上方に向けて搭載される。
可動ステージ１の上方にプローブカード７が設けられている。プローブカード７には半導体装置３のバンプ電極５の配列に対応して複数のプローブ針（接触子）９の先端部が配置されている。プローブカード７には、プローブ針９の先端部の配列に対応して貫通孔をもつプローブ針案内部材（接触子案内部材）１１が設けられている。プローブカード７の構造の詳細については後述する。
プローブカード７の可動ステージ１とは反対側にインターフェース１３と試験装置本体１５が設けられている。インターフェース１３はプローブカード７のプローブ針９を試験装置本体１５の電源端子、接地端子、各種信号端子に電気的に接続するためのものである。
【００２５】
図１から図４を参照してプローブカードの構造及び動作、並びに本発明の半導体装置の試験方法について説明する。
プローブカード７の基板７ａは略円盤状で中央部に開口が形成されている。基板７ａの上面（プローブ針９とは反対側の面）にはインターフェース１３と電気的接続をとるための複数の電極７ｂが配置されている。各電極７ｂは基板７ａ内に設けられた内部配線（図示は省略）を介して対応するプローブ針９に接続されている。
【００２６】
プローブ針９は、基板７ａの下面から基板７ａの中心側に向かって斜め下方に突出して設けられており、先端部が下方に屈曲されて設けられている。プローブ針９の先端部は半導体装置３のバンプ電極５の配列に対応して配置されている。図２及び図４に示すように、この実施例では１つのバンプ電極５に対して２本のプローブ針９が配置されている。図１から図５では複数のプローブ針９のうち一部のみを図示している。基板７ａには、プローブ針９の先端部と基端部の間でプローブ針９を支持するためのプローブ針支持部材７ｃが設けられている。
【００２７】
基板７ａの下方に、プローブ針９の先端部及びバンプ電極５の配列に対応して貫通孔１１ａをもつプローブ針案内部材１１が設けられている。貫通孔１１ａはバンプ電極５の寸法Ｌ１よりも小さい開口寸法Ｌ２で形成されている。プローブ針案内部材１１はプローブ針支持部材７ｃの下面に設けられたつる巻バネ７ｄを介して基板７ａに支持されており、基板７ａに対して上下方向（半導体装置３のバンプ電極５が配列されている面に対して垂直な方向）に移動可能に設けられている。つる巻バネ７ｄは、例えばプローブ針９の配置（針立て）方向に対して４５°ずらした４箇所に設けられているので、プローブ針９とは干渉しない。
【００２８】
待機時には、図１及び図２に示すように、プローブ針９の先端部はプローブ針案内部材１１の貫通孔１１ａの上方位置に配置されている。プローブ針９の先端部はバンプ電極５の頂点を避けた位置に対応して配置されている。
【００２９】
試験時には、図３及び図４に示すように、可動ステージ１が上方へ移動されてバンプ電極５とプローブ針案内部材１１が接触し、さらに可動ステージ１が上方へ移動されることにより半導体装置３及びプローブ針案内部材１１が上方へ移動されてバンプ電極５とプローブ針９が接触する。
【００３０】
図４に示すように、試験時において、プローブ針９の先端部がバンプ電極５の表面を滑って待機時の位置（一点鎖線位置参照）からバンプ電極５の周囲側へ移動しても、プローブ針９の先端部の移動範囲はプローブ針案内部材１１の貫通孔１１ａの内壁により規制されるので、プローブ針９の先端部がバンプ電極５から滑り落ちるのを防止することができる（実線位置参照）。これにより、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
【００３１】
この実施例において、半導体装置３の基板は例えばシリコン基板により形成されている。プローブ針案内部材１１は、シリコン基板と熱膨張係数が近似している芳香族系液晶性樹脂により形成されている。これにより、この実施例を例えば８０度や１２５度など、高温状態における電気的特性試験に用いても、半導体装置３の基板とプローブ針案内部材１１の熱膨張係数の差に起因して貫通孔１１ａとバンプ電極５の位置がずれるのを防止することができ、プローブ針９をバンプ電極５に安定して接触させることができる。
【００３２】
図６は、プローブカードの他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して一部断面で示す側面図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。図２から図４と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００３３】
この実施例が図２から図４に示した実施例と異なる点は、（Ａ）に示すように、待機時の状態において、プローブ針９の先端部がプローブ針案内部材１１の貫通孔１１ａ内に配置されている点である。
このように、予めプローブ針９の先端部が貫通孔１１ａ内に配置されていても、（Ｂ）に示すように、試験時には半導体装置３が上方へ移動されてバンプ電極５が貫通孔１１ａ内に導かれ、プローブ針９とバンプ電極５が接触される。
この実施例においても、図２から図４を参照して説明した実施例と同様に、貫通孔１１ａによりプローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができるので、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
【００３４】
図７は、プローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して一部断面で示す側面図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。図２から図４と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００３５】
この実施例が図２から図４に示した実施例と異なる点は、（Ａ）に示すように、待機時の状態において、プローブ針９の先端部が貫通孔１１ａを介してプローブ針案内部材１１の半導体装置３側の面から突出している点である。
【００３６】
（Ｂ）に示すように、試験時には、半導体装置３が上方へ移動されてプローブ針９の先端部とバンプ電極５が接触される。このとき、半導体装置３の上方への移動はバンプ電極５とプローブ針案内部材１１が接触する前に停止される。
この実施例においても、図２から図４を参照して説明した実施例と同様に、貫通孔１１ａによりプローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができるので、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
さらに、バンプ電極５とプローブ針案内部材１１を接触させなくてもバンプ電極５とプローブ針９を接触させることができるので、バンプ電極５の損傷を防止することができる。
【００３７】
図８は、接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して一部断面で示す側面図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。図２から図４と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００３８】
この実施例が図２から図４に示した実施例と異なる点は、プローブ針案内部材１１の貫通孔１１ａの半導体装置３側にテーパー形状部分１１ｂが設けられている点である。これにより、（Ｂ）に示すように、試験時において半導体装置３が上方へ移動されてバンプ電極５が貫通孔１１ａ内に導かれるときに、バンプ電極５とプローブ針案内部材１１を接触させることなく、プローブ針９とバンプ電極５を接触させることができる。
【００３９】
この実施例においても、図２から図４を参照して説明した実施例と同様に、貫通孔１１ａによりプローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができるので、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
さらに、バンプ電極５とプローブ針案内部材１１を接触させることなくバンプ電極５とプローブ針９を接触させることができるので、バンプ電極５の損傷を防止することができる。
【００４０】
この実施例では、（Ａ）に示すように、待機時において、プローブ針９の先端部は貫通孔１１ａの上方に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示した実施例と同様に、プローブ針９の先端部を貫通孔１１ａ内に予め配置しておいてもよい。
【００４１】
図４、図６、図７及び図８では、プローブ針９の先端部について、一点鎖線位置からプローブ針９の長手方向に対してほぼ直交する方向（以下横方向という）にバンプ電極５表面を滑って実線位置に配置される例を示しているが、プローブ針９の先端部がバンプ電極５の表面を滑る方向は横方向に限定されるものではない。
【００４２】
図９はプローブ針の先端部がバンプ電極表面を滑る方向の例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部断面で示す側面図である。
図９に示すように、バンプ電極５の表面に接触したプローブ針９の先端部（実線位置参照）は、例えば一点鎖線位置に示すように、バンプ電極５の表面をあらゆる方向に滑ると考えられる（矢印参照）。
【００４３】
本発明によれば、プローブ針９の先端部がバンプ電極５の表面をいかなる方向に滑っても、貫通孔１１ａによりプローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができるので、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
【００４４】
図１０は、接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は待機時の状態を一部断面で示す側面図、（Ｃ）は試験時の状態を一部断面で示す側面図である。図２から図４と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００４５】
この実施例が図２から図４に示した実施例と異なる点は、プローブ針案内部材１１の貫通孔１１ａの半導体装置３とは反対側にテーパー形状部分１１ｃが設けられており、（Ａ）の一点鎖線位置及び（Ｂ）に示すように、待機時には、プローブ針９の先端部はテーパー形状部分１１ｃに対応する位置に配置されている点である。
【００４６】
この実施例では、試験時において、（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、半導体装置３が上方へ移動されてバンプ電極５とプローブ針案内部材１１が接触し、さらに半導体装置が上方へ移動されてバンプ電極５及びプローブ針案内部材１１が上方へ移動されるときに、プローブ針９の先端部は、最初にテーパー形状部分１１ｃに接触した後（（Ｃ）の一点鎖線位置参照）、プローブ針案内部材１１の上方移動にともなってテーパー形状部分１１ｃに沿って貫通孔１１ａの中央側へ導かれてバンプ電極５に接触する（（Ａ）及び（Ｃ）の実線位置参照）。
【００４７】
この実施例においても、図２から図４を参照して説明した実施例と同様に、貫通孔１１ａによりプローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができるので、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
さらに、プローブ針９の先端部がテーパー形状部分１１ｃの表面を移動するときにプローブ針９の先端部の汚れなどを取ることができるので、プローブ針９とバンプ電極５の接触をさらに安定させることができる。
【００４８】
この実施例では、プローブ針案内部材１１とバンプ電極５を接触させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１１に示すように、貫通孔１１ａの半導体装置３側にテーパー形状部分１１ｂを設けておき、バンプ電極５とプローブ針案内部材１１が接触しないようにして、バンプ電極５の損傷を防止するようにしてもよい。
【００４９】
図１０及び図１１では、プローブ針９の先端部について、一点鎖線位置から横方向にテーパー形状部分１１ｃの表面を滑って実線位置に配置される例を示しているが、プローブ針９の先端部がテーパー形状部分１１ｃの表面を滑る方向は横方向に限定されるものではない。
【００５０】
図１２は、接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は待機時の状態を一部断面で示す側面図、（Ｃ）は試験時の状態を一部断面で示す側面図である。図１０と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００５１】
この実施例が図１０に示した実施例と異なる点は、プローブ針９の先端部は、試験時に半導体装置３及びプローブ針案内部材１１が上方へ移動されたときにテーパー形状部分１１ｃの表面をプローブ針９の長手方向とほぼ平行な方向に滑って貫通孔１１ａの中央側へ導かれてバンプ電極５に接触する点である。
【００５２】
この実施例では、プローブ針９の先端部は、待機時にはテーパー形状部分１１ｃに対応する位置に配置されており（（Ａ）の一点鎖線位置及び（Ｂ）参照）、試験時に半導体装置３及びプローブ針案内部材１１が上方へ移動されたときに、最初にテーパー形状部分１１ｃに接触した後（（Ｃ）の一点鎖線位置参照）、プローブ針案内部材１１の上方移動にともなってテーパー形状部分１１ｃの表面を滑って貫通孔１１ａの中央側へ導かれてバンプ電極５に接触する（（Ａ）及び（Ｃ）の実線位置参照）。
【００５３】
この実施例においても、上記の他の実施例と同様に、貫通孔１１ａによりプローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができるので、プローブ針９とバンプ電極５の安定した接触を図ることができる。
さらに、プローブ針９の先端部はテーパー形状部分１１ｃの表面をプローブ針９の長手方向とほぼ平行な方向に滑るように配置されているので、プローブ針９の先端部のうちバンプ電極５と接触する部分又はその部分に近い部分をテーパー形状部分１１ｃと接触させることができ、プローブ針９の先端部の汚れなどを除去しやすくなる。
【００５４】
この実施例では、プローブ針案内部材１１とバンプ電極５を接触させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１３に示すように、貫通孔１１ａの半導体装置３側にテーパー形状部分１１ｂを設けておき、バンプ電極５とプローブ針案内部材１１が接触しないようにして、バンプ電極５の損傷を防止するようにしてもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施例を説明したが、上記の実施例では、プローブ針案内部材１１を基板７ａに対して上下方向に移動可能に設けるために、つる巻バネ７ｄを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば板バネやゴムなどの弾性体や伸縮可能な機構により、プローブ針案内部材１１を基板７ａに対して上下方向に移動可能に設けてもよい。
【００５６】
また、プローブ針案内部材１１を支持するための部材は弾性部材に限定されるものではなく、非弾性部材であってもよい。この場合、プローブ針案内部材１１の位置は基板５ａに対して固定されるが、図６を参照して説明した実施例のようにプローブ針９の先端部をプローブ針案内部材１１の貫通孔１１ａ内に配置するか、又は、図７を参照して説明した実施例のようにプローブ針９の先端部を貫通孔１１ａを介してプローブ針案内部材１１の半導体装置３側の面から突出させて配置させておくことにより、プローブ針９とバンプ電極５を接触させることができる。
【００５７】
また、プローブ針案内部材１１を支持するための部材の配置位置は、プローブ針支持部材７ｃに限定されるものではなく、例えば基板７ａなど、他の位置に設けてもよい。
【００５８】
また、上記の実施例では、プローブ針案内部材１１の厚みをバンプ電極５の高さ程度にしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プローブ針案内部材１１の厚みは、プローブ針９の先端部の移動範囲を規制することができ、かつプローブ針９とバンプ電極５の接触を妨げない厚みであれば、どのような厚みであってもよい。
【００５９】
また、上記の実施例では、１つのバンプ電極５に対して１本又は２本のプローブ針９を接触させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つのバンプ電極に対して接触させるプローブ針の本数は何本であってもよい。
【００６０】
また、図６から図１３を参照して説明したプローブカードの各実施例は、図５に示した半導体装置試験装置の実施例に適用することができる。
また、図５に示した半導体装置試験装置の実施例では、プローブ針案内部材１１はプローブカード７に支持されているが、本発明の半導体装置試験装置はこれに限定されるものではなく、プローブ針案内部材は、プローブカードとは別途設けられたプローブ針案内部材を支持するための専用部材に支持されるなど、プローブ針案内部材の貫通孔とプローブ針の先端部の位置合わせができる構成であれば、いかなる部材に支持されていてもよい。
【００６１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１に記載の接触子案内部材では、半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置に使用され、接触子を支持するためのプローブカードと半導体装置の間に配置されるものであり、接触子の先端部の配列に対応して、外部接続端子の平面寸法以下でかつ接触子の先端部寸法よりも大きい口径の貫通孔をもつようにしたので、半導体装置の外部接続端子と接触子の接触時に接触子の先端部が外部接続端子の表面から滑り落ちるのを防止することができ、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できる。
【００６３】
請求項２に記載の接触子案内部材では、貫通孔の半導体装置側の開口はテーパー形状に形成されているようにしたので、半導体装置の外部接続端子への接触子案内部材の接触による外部接続端子の損傷を防止することができる。
【００６４】
請求項３に記載の接触子案内部材では、接触子案内部材は被検査物の半導体装置と熱膨張係数が同等の材料により形成されているようにしたので、接触子案内部材と半導体装置の熱膨張係数の差が大きいことに起因して貫通孔と外部接続端子の位置がずれるのを防止することができる。
【００６５】
請求項４に記載の接触子案内部材では、貫通孔の半導体装置とは反対側の開口はテーパー形状に形成されているようにしたので、貫通孔のテーパー形状部分で接触子の先端部の汚れなどを取ることができ、接触子と外部接続端子の安定した接触を図ることができる。
【００６６】
請求項５に記載されたプローブカードでは、請求項１から４のいずれかに記載の接触子案内部材を備えているようにしたので、半導体装置の外部接続端子と接触子の接触時に接触子の先端部が外部接続端子の表面から滑り落ちるのを防止することができ、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できる。
【００６７】
請求項６に記載されたプローブカードでは、１つの貫通孔に対して少なくとも２本の接触子の先端部が配置されているようにしたので、２本の接触子を１つの接触端子に接触させるケルビンコンタクトなどの接触方法による電気的特性試験を実現できる。
【００６８】
請求項７に記載されたプローブカードでは、接触子案内部材は半導体装置の一平面に対して垂直方向に移動可能に配置されているようにしたので、外部接続端子を含む半導体装置への接触子案内部材による押圧を低減することができ、外部接続端子や半導体装置自体の損傷を防止することができる。
【００６９】
請求項８に記載されたプローブカードでは、請求項７に記載されたプローブカードにおいて、接触子案内部材の貫通孔の半導体装置とは反対側の開口はテーパー形状に形成されており、接触子の先端部は、待機時には貫通孔のテーパー形状部分に対応する位置に配置されており、試験時には貫通孔のテーパー形状部分に沿って貫通孔の中央側に導かれて外部接続端子に接触するようにしたので、貫通孔のテーパー形状部分で接触子の先端部の汚れなどを取ることができ、接触子と外部接続端子の安定した接触を図ることができる。
【００７０】
請求項９に記載された半導体装置試験装置では、請求項１から４のいずれかに記載の接触子案内部材を備え、半導体装置の試験時には、接触子案内部材を外部接続端子と貫通孔を位置合わせして半導体装置の近傍に配置し、貫通孔を介して接触子の先端部を外部接続端子に接触させるようにしたので、半導体装置の外部接続端子と接触子の接触時に接触子の先端部が外部接続端子の表面から滑り落ちるのを防止することができ、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できる。
【００７１】
請求項１０に記載された半導体装置試験装置では、接触子案内部材は接触子を支持するためのプローブカードに設けられており、そのプローブカードは請求項５から８のいずれかに記載のプローブカードの構成を備えているようにしたので、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できるとともに、請求項５から８のいずれかに記載のプローブカードの効果をもって試験を行なうことができる。
【００７２】
請求項１１に記載された半導体装置の試験方法では、請求項１から４のいずれかに記載の接触子案内部材を用い、外部接続端子と貫通孔を位置合わせして接触子案内部材を半導体装置の近傍に配置した状態で、接触子の先端部を貫通孔を介して外部接続端子と接触させるようにしたので、半導体装置の外部接続端子と接触子の接触時に接触子の先端部が外部接続端子の表面から滑り落ちるのを防止することができ、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できる。
【００７３】
請求項１２に記載された半導体装置の試験方法では、接触子を支持するためのプローブカードを用い、そのプローブカードとして請求項５から８のいずれかに記載のプローブカードの構成を備えているものを用いるようにしたので、外部接続端子と接触子の安定した接触を実現できるとともに、請求項５から８のいずれかに記載のプローブカードの効果をもって試験を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】接触子案内部材及びプローブカードの一実施例の待機時の状態を示す概略構成図であり、（Ａ）は一部断面で示す側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図２】同実施例の待機時の状態におけるプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部断面で示す側面図である。
【図３】同実施例の試験時の状態を一部断面で示す側面図である。
【図４】同実施例の試験時の状態におけるプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部断面で示す側面図である。
【図５】半導体装置試験装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図６】プローブカードの他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して一部断面で示す側面図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。
【図７】プローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して一部断面で示す側面図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。
【図８】接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して一部断面で示す側面図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。
【図９】プローブ針の先端部がバンプ電極表面を滑る方向の例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部断面で示す側面図である。
【図１０】接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は待機時の状態を一部断面で示す側面図、（Ｃ）は試験時の状態を一部断面で示す側面図である。
【図１１】接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は待機時の状態を一部断面で示す側面図、（Ｃ）は試験時の状態を一部断面で示す側面図である。
【図１２】接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は待機時の状態を一部断面で示す側面図、（Ｃ）は試験時の状態を一部断面で示す側面図である。
【図１３】接触子案内部材及びプローブカードのさらに他の実施例のプローブ針の先端部近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は待機時の状態を一部断面で示す側面図、（Ｃ）は試験時の状態を一部断面で示す側面図である。
【図１４】接触子としてのプローブピンの一例を示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す側面図、（Ｂ）はボール端子と接触する部分をボール端子と接触した状態を拡大して示す断面図である。
【図１５】従来のカンチレバー型プローブカードの概略構成図であり、（Ａ）は待機時の状態、（Ｂ）は試験時の状態を示す。
【図１６】従来のカンチレバー型プローブカードの不具合を示す図であって、試験時の状態におけるプローブ針の先端部近傍を拡大して示す側面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１ 可動ステージ
３ 半導体装置
５ バンプ電極
７ プローブカード
７ａ 基板
７ｂ 電極
７ｃ プローブ針支持部材
７ｄ つる巻バネ
９ プローブ針
１１ 接触子案内部材
１１ａ 貫通孔
１１ｂ，１１ｃ テーパー形状部分
１３ インターフェース
１５ 試験装置本体

Claims (12)

1. 半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置に使用され、前記接触子を支持するためのプローブカードと半導体装置の間に配置されるものであり、前記接触子の先端部の配列に対応して、前記外部接続端子の平面寸法以下でかつ前記接触子の先端部寸法よりも大きい口径の貫通孔をもつ接触子案内部材。
2. 前記貫通孔の半導体装置側の開口はテーパー形状に形成されている請求項１に記載の接触子案内部材。
3. 前記接触子案内部材は被検査物の半導体装置と熱膨張係数が同等の材料により形成されている請求項１又は２に記載の接触子案内部材。
4. 前記貫通孔の半導体装置とは反対側の開口はテーパー形状に形成されている請求項１から３のいずれかに記載の接触子案内部材。
5. 半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置に使用され、前記接触子を支持するためのプローブカードにおいて、
   請求項１から４のいずれかに記載の接触子案内部材を備えていることを特徴とするプローブカード。
6. １つの前記貫通孔に対して少なくとも２本の前記接触子の先端部が配置されている請求項５に記載のプローブカード。
7. 前記接触子案内部材は半導体装置の前記一平面に対して垂直方向に移動可能に配置されている請求項５又は６に記載のプローブカード。
8. 前記接触子案内部材の前記貫通孔の半導体装置とは反対側の開口はテーパー形状に形成されており、前記接触子の先端部は、待機時には前記貫通孔の前記テーパー形状部分に対応する位置に配置されており、試験時には前記貫通孔の前記テーパー形状部分に沿って前記貫通孔の中央側に導かれて前記外部接続端子に接触する請求項７に記載のプローブカード。
9. 半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なうための半導体装置試験装置において、
   請求項１から４のいずれかに記載の接触子案内部材を備え、
   半導体装置の試験時には、前記接触子案内部材を前記外部接続端子と前記貫通孔を位置合わせして半導体装置の近傍に配置し、前記貫通孔を介して前記接触子の先端部を前記外部接続端子に接触させることを特徴とする半導体装置試験装置。
10. 前記接触子案内部材は前記接触子を支持するためのプローブカードに設けられており、そのプローブカードは請求項５から８のいずれかに記載のプローブカードの構成を備えている請求項９に記載の半導体装置試験装置。
11. 半導体装置の一平面に配列された複数個の突起状の外部接続端子に針状の接触子を接触させて半導体装置の電気的特性試験を行なう半導体装置の試験方法において、
    請求項１から４のいずれかに記載の接触子案内部材を用い、
    前記外部接続端子と前記貫通孔を位置合わせして前記接触子案内部材を半導体装置の近傍に配置した状態で、前記接触子の先端部を前記貫通孔を介して前記外部接続端子と接触させることを特徴とする半導体装置の試験方法。
12. 前記接触子を支持するためのプローブカードを用い、そのプローブカードとして請求項５から８のいずれかに記載のプローブカードの構成を備えているものを用いる請求項１１に記載の半導体装置の試験方法。

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