JP2009103642A - 半導体試験装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 テストヘッドが大型化してもプローバに搭載することができるテストヘッドを備えた半導体試験装置を提供する。
【解決手段】 ウエハカセットが設けられたプローバにドッキングされるテストヘッドを備え、ＤＵＴを試験する半導体試験装置において、
前記テストヘッドに覆い被せるように使用されるカバーと、
このカバーの上面に対向するように接続されるパフォーマンスボードを備え、
前記カバーを前記プローバと反対方向にスライドさせて前記パフォーマンスボードの中心と前記ＤＵＴの中心を一致させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テストヘッドをプローバに搭載する半導体試験装置に関し、特に、テストヘッドが大型化しても外形的制限を受けずにプローバに搭載することができるテストヘッドを備えた半導体試験装置に関する。
一般に、半導体試験装置は、プローバに載置された被試験対象（以下ＤＵＴともいう）であるＩＣ、ＬＳＩ等に試験信号を与えることにより得られるＤＵＴの出力に基づき、ＤＵＴの良否の判定を行なうものである。このような半導体試験装置に関連する先行技術文献には次のようなものがある。
特開２００５―３２１２３８号公報
ところで、半導体試験装置は、コントロールステーション（テスタ本体）とテストヘッドで構成される。これらのうちテストヘッドはプローバに搭載され（ドッキング）、パフォーマンスボードやプローブカードを介してＤＵＴに接触することにより測定が行われる。そこで、以下の説明においては、テストヘッドの概略的構造を説明すると共に、このテストヘッドがプローバに対してどのようにドッキングされるかについて説明する。
図４は半導体検査装置のテストヘッドの斜視図である。テストヘッド１は直方体で内部には図示しない計測モジュールが実装されている。パフォーマンスボード２はテストヘッド１の上面に取り付けられる。
図５は、従来技術による半導体試験装置のテストヘッドを背面から見たときの内部断面図である。コンタクトプローブ３は、リジッド（ｒｉｇｉｄ）な機械的構造でパフォーマンスボード２と電気的に接続される。ケーブル４は一端がコンタクトプローブ３と接続され、他端が後述するコネクタ５と接続される。
コネクタ５は、ケーブル４と接続されると共に計測モジュールの端部に実装される。計測モジュール６にはコネクタ５の他、ＤＵＴを試験するために必要な電気部品が実装されている。なお、信号の流れとしては、計測モジュール基板６から出力された信号は、コネクタ５、ケーブル４、コンタクトプローブ３、パフォーマンスボード２の順に伝達され、図示しないＤＵＴに出力される。
また、図５のテストヘッド１はテストヘッドの中心（ＴＨ中心）とＤＵＴの中心（ＤＵＴ中心）が丁度一致しており、テストヘッドの両端までの距離はそれぞれＡである。
図６は、従来技術による半導体試験装置のテストヘッドがプローバに搭載されている状態の説明図である。図６においてテストヘッド１は、図４および図５のテストヘッド１と同一のものであるが、後述するテストヘッド旋回軸２１を支点にテストヘッド１が旋回しているため、パフォーマンスボード２がテストヘッド１の下面に来るような位置関係で、プローバ３０に搭載されている。
位置決め機構２０はテストヘッド旋回軸２１を支点としてテストヘッド１を旋回し、テストヘッド１をプローバ３０にドッキングさせる。プローバ３０には、図示しないＤＵＴが載置される。また、プローバの右端上部にはウエハカセット３１が設けられている。なお、旋回したテストヘッド１はプローバ３０とドッキングしているが、ＤＵＴを出し入れする空間は存在する。
このように、従来の半導体試験装置のテストヘッドは、テストヘッドの中心とＤＵＴの中心が同じ軸をとると共に、テストヘッドの幅もプローバ本体３０の幅とほぼ同等であった。
しかし、近年のＤＵＴのピン数の増加に伴って半導体試験装置も多ピン化が必要となり、テストヘッド１を大型化する必要が生じている。また、テストヘッド１は、図６のように、通常プローバ３０にドッキングして使用されるため、設計可能な大きさが自ずと定められる。
特に、プローバの「ＤＵＴ中心」からプローバを正面から見て右端上部に位置するウエハカセット３１までの間隔（図６のＮの距離）がプローバ３０にテストヘッド１を搭載するときの外形制限となっている。
したがって、多ピン化により、横幅がＡからＡ´に大型化されたテストヘッドを、そのままプローバに３０に搭載しようとすると、図７のようにウエハカセット３１に接触し、搭載することができない。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、テストヘッドが大型化してもプローバに搭載することができるテストヘッドを備えた半導体試験装置を提供することを目的とする。
このような課題を達成するために請求項１記載の発明は、
ウエハカセットが設けられたプローバの上面に旋回してドッキングされるテストヘッドを備え、ＤＵＴを試験する半導体試験装置において、
前記テストヘッドを、前記ウエハカセットに接触しないようにスライドさせ、前記ＤＵＴの中心と一致させる。
請求項２記載の発明は、
プローバの上面に旋回してドッキングされるテストヘッドを備え、ＤＵＴを試験する半導体試験装置において、
前記テストヘッドに覆い被せるように使用されるカバーと、
このカバーの上面に対向するように接続されるパフォーマンスボードを備え、
前記カバーを前記プローバと反対方向にスライドさせて前記パフォーマンスボードの中心と前記ＤＵＴの中心を一致させる。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記パフォーマンスボードの中心と前記ＤＵＴの中心が一致した状態で、前記カバーを前記テストヘッドにねじ締結する。
本発明では、次のような効果がある。ＤＵＴの中心に合わせてテストヘッドに搭載するカバーとパフォーマンスボードの位置をスライドさせたので、テストヘッドが大型化してもプローバに搭載することができる。
以下、本発明の半導体試験装置の構成例を説明する。図１は本発明によるテストヘッドを背面から見たときの内部断面図である。図１では、テストヘッド１１の大型化に伴い、パフォーマンスボード２とカバー７を右に距離Ｙだけ移動させているため、テストヘッド中心（ＴＨ中心）とパフォーマンスボード２の中央（ＤＵＴ中心）は距離Ｙだけ離れている。
すなわち、計測モジュール基板６とコンタクトプローブ３間はケーブル４で接続されているため、計測モジュール基板６とパフォーマンスボード２の相対位置を図の矢印方向にスライドさせることが可能である。また、この時のＤＵＴ中心からテストヘッド右端面までの距離をＸとすると、
図５の距離Ａ ＝ 距離Ｘ ＞ 距離（Ｘ＋Ｙ）
という関係となり、テストヘッド１１が大型化しても、ＤＵＴ中心からテストヘッド右端面までの距離は従来と同様にすることができる。
なお、テストヘッド１１を大型化させることにより、ＤＵＴの多ピン化に対応することができる他、次のイ〜ハに示すように設計上の柔軟性が生まれる。
イ 複数の計測モジュール基板６の間隔を広くし、大型の部品を実装すること
ロ パフォーマンスボード２に接続される計測モジュール基板６の枚数を増やすこと
ハ パフォーマンスボート２とは直に接続されない他のプリント基板を実装すること
ここでは話を単純化するために、計測モジュール６の間隔や枚数（つまり上述のイ、ロ）には変化を加えず、ハで説明したパフォーマンスボード２とは電気的に直接接続されないプリント基板（図示せず）が実装されたことにより、テストヘッド１１が大型化しているものとする。したがって、パフォーマンスボード２、コンタクトプローブ３、ケーブル４、コネクタ５、計測モジュール６については図５と同様であるとし、これらの説明は省略する。
図２は、本発明による半導体試験装置のテストヘッドがプローバに搭載されている状態の説明図である。なお、図２は正面図であるため、背面から見たときの内部断面図である図１とはパフォーマンスボードの位置が逆に見えている。すなわち、図２ではテストヘッド１１の中央よりパフォーマンスボード２の位置が左に寄って見えているが両者は同じものであるとする。図２において、距離Ｂはプローバ３０に載置されたＤＵＴの中心とテストヘッドの旋回軸２１間の距離である。
位置決め機構２０はテストヘッド回転軸２１を利用してテストヘッド１１を矢印の方向に旋回させ、テストヘッド１１をプローバ３０にドッキングさせる。そうすると、図１に示すようにテストヘッド１１の幅が距離Ｘ＋Ｙではウエハカセット３１に接触するような大きさのテストヘッドであっても、ＤＵＴの中心とウエハカセット３１側のテストヘッドの端までの距離は従来と変わらなくすることができるので、従来と同じように両者をドッキングすることができる。
なお、図３は、テストヘッドがさらに大型化してもプローバに搭載することができることを説明する図面である。図３は図２と比較してＢ´＞Ｂである点が異なる。この場合であってもスライドさせる距離を大きくし、ＤＵＴの中心からテストヘッドの端までの距離をＸに抑えれば両者をドッキングさせることができる。
なお、カバーの可動範囲内で頻繁にスライドさせる必要がない場合には、例えばパフォーマンスボードの中心とＤＵＴの中心が一致している状態で、カバー７をテストヘッド１１にねじ締結しても良い。
このように、ＤＵＴの中心に合わせてテストヘッド１１に搭載するカバー７とパフォーマンスボード２の位置をスライドさせたので、テストヘッドが大型化してもプローバに搭載することができる。
本発明によるテストヘッドを背面から見たときの内部断面図である。 本発明による半導体試験装置のテストヘッドがプローバに搭載されている状態の説明図である。 テストヘッドがさらに大型化してもプローバに搭載することができることを説明する図面である。 従来技術による半導体試験装置のテストヘッドの斜視図である。 従来技術による半導体試験装置のテストヘッドを背面から見たときの内部断面図である。 従来技術による半導体試験装置のテストヘッドがプローバに搭載されている状態の説明図である。 テストヘッドが大型化した場合の問題点の説明図である。
符号の説明
２ パフォーマンスボード
７ カバー
１１ テストヘッド

Claims (3)

  1. ウエハカセットが設けられたプローバの上面に旋回してドッキングされるテストヘッドを備え、ＤＵＴを試験する半導体試験装置において、
    前記テストヘッドを、前記ウエハカセットに接触しないようにスライドさせ、前記ＤＵＴの中心と一致させることを特徴とする半導体試験装置。
  2. プローバの上面に旋回してドッキングされるテストヘッドを備え、ＤＵＴを試験する半導体試験装置において、
    前記テストヘッドに覆い被せるように使用されるカバーと、
    このカバーの上面に対向するように接続されるパフォーマンスボードを備え、
    前記カバーを前記プローバと反対方向にスライドさせて前記パフォーマンスボードの中心と前記ＤＵＴの中心を一致させることを特徴とする半導体試験装置。
  3. 前記パフォーマンスボードの中心と前記ＤＵＴの中心が一致した状態で、前記カバーを前記テストヘッドにねじ締結することを特徴とする請求項２記載の半導体試験装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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