JP2010127852A - プローブピン、および、それを備えるテストヘッド - Google Patents

プローブピン、および、それを備えるテストヘッド Download PDF

Info

Publication number
JP2010127852A
JP2010127852A JP2008305159A JP2008305159A JP2010127852A JP 2010127852 A JP2010127852 A JP 2010127852A JP 2008305159 A JP2008305159 A JP 2008305159A JP 2008305159 A JP2008305159 A JP 2008305159A JP 2010127852 A JP2010127852 A JP 2010127852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
contact
probe pin
probes
probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008305159A
Other languages
English (en)
Inventor
喜久雄 ▲高▼梨
Kikuo Takanashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaichi Electronics Co Ltd
Original Assignee
Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaichi Electronics Co Ltd filed Critical Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority to JP2008305159A priority Critical patent/JP2010127852A/ja
Publication of JP2010127852A publication Critical patent/JP2010127852A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】少数の部品でケルビンプローブを構成することができ、しかも、複数個のケルビンプローブを比較的細かい間隔で配置できること。
【解決手段】ケルビンプローブを構成する一対のプローブ28aiが、互いに略平行に配される支持基板26Aおよび26B相互間であって、プラスチックで筒状に成形されたハウジング部材30aiにおける隣接して形成される円形断面を有する貫通孔30a内に、それぞれ、配されているもの。
【選択図】図1

Description

本発明は、ケルビンプローブを構成することができるプローブピン、および、それを備えるテストヘッドに関する。
半導体装置の抵抗値の測定において、精度よく再現性のある抵抗値の測定を行うことを目的としてケルビン法が、用いられる場合がある。ケルビン法においては、例えば、特許文献1にも示されるような、ケルビンプローブが使用される。そのケルビンプローブは、耐久性および信頼性の観点から絶縁材シートを介して対向配置された一対の金属線状体と、一対の金属線状体を挟持する一対の長尺部材と、一対の長尺部材の外周部を覆う熱収縮チューブおよび金属板とを含んで構成されている。
特開2005−62100号公報
上述の特許文献1に示されるケルビンプローブにおいては、一対の金属線状体を支持する構成が、一対の長尺部材、熱収縮チューブおよび金属板を含んで構成されるので組み立て作業が煩雑となる。また、例えば、プローブカード内にそのようなケルビンプローブを多数個、比較的細かい間隔で配置する場合、一対の長尺部材、熱収縮チューブおよび金属板の厚みにより、隣接するケルビンプローブの相互間隔をさらに細かくすることにも限界がある。
以上の問題点を考慮し、本発明は、ケルビンプローブを構成することができるプローブピン、および、それを備えるテストヘッドであって、少数の部品でケルビンプローブを構成することができ、しかも、複数個のケルビンプローブを比較的細かい間隔で配置できるプローブピン、および、それを備えるテストヘッドを提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明に係るプローブピンは、互いに略平行に配置される一対の支持基板の相互間に支持され、絶縁性材料で成形されたハウジング部材における少なくとも一つの貫通孔に移動可能に配され、貫通孔に対向して形成される支持基板の細孔を介して突出する接点部をそれぞれ有する一対のコンタクト端子と、貫通孔における一対のコンタクト端子相互間に配され、一対のコンタクト端子を互いに離隔する方向に付勢する付勢部材と、を備えて構成される。
また、本発明に係るプローブピンを備えるテストヘッドは、上述のプローブピンを縦横に複数個備える。
以上の説明から明らかなように、本発明に係るプローブピン、および、それを備えるテストヘッドによれば、絶縁性材料で成形されたハウジング部材における少なくとも一つの貫通孔に移動可能に配され、貫通孔に対向して形成される支持基板の細孔を介して突出する接点部をそれぞれ有する一対のコンタクト端子と、貫通孔における一対のコンタクト端子相互間に配され、一対のコンタクト端子を互いに離隔する方向に付勢する付勢部材と、を備えて構成されるので少数の部品でケルビンプローブを構成することができ、しかも、複数個のケルビンプローブを比較的細かい間隔で配置できる。
図2は、本発明に係るプローブピンを備えるテストヘッドの一例が内蔵されるプローブカードを備える半導体装置用検査装置の一例の要部を概略的に示す。
図2において、半導体装置用検査装置は、着脱される被検査物としてのシリコンウェー
ハSWを支持する被検査物用ステージを含んでなる移動テーブル部22と、プローブカード14を含んでなるプローブカード用ステージ10と、プローブカード用ステージ10を被検査物用ステージに対しZ座標軸に沿って昇降動させるプローブカード用ステージ駆動機構部(不図示)と、移動テーブル部22およびプローブカード用ステージ駆動機構部を支持するベース部(不図示)と、を主な構成要素として含んで構成されている。
円板状のシリコンウェーハSWには、上述のプローブカード14を介して検査信号群が供給される同一の回路パターンが、複数個、縦横に形成されている。各回路パターンには、後述する電極部swp(図4参照)が複数個、所定の間隔で形成されている。
移動テーブル部22は、シリコンウェーハSWが着脱される載置部を有する被検査物用
ステージと、その検査物用ステージの下方に配され検査物用ステージを回動可能に支持する回転ステージと、その回転ステージを紙面に垂直方向、即ち、図2においてY座標軸方向に沿って移動可能に支持するY軸用ステージと、Y軸用ステージを移動可能に支持するとともに、Y座標軸に直交する方向、即ち、図2においてX座標軸方向に移動せしめられるX軸用ステージと、を含んで構成されている。
被検査物用ステージの載置部は、例えば、図示が省略される吸引ポンプの吸引側に接続される複数の孔からなる載置面を有している。これにより、シリコンウェーハSWが載置面に載置された場合、吸引ポンプが作動状態とされることにより、シリコンウェーハSWがその載置面に選択的に保持されることとなる。
プローブカード14は、シリコンウェーハSWの各回路パターンに電気的に接続される
テストヘッド20を有する環状の配線基板12を含んで構成されている。
配線基板12は、その円周方向に沿って所定の間隔で形成される接続端子部に接続される検査信号伝達路18waを介して所定のテスター24に接続されている。
テストヘッド20は、図3に示されるように、配線基板12の中央部の孔12aに跨って配される接続基板16における一方の表面上に配されている。これにより、テストヘッド20は、配線基板12の中央部の孔12aをシリコンウェーハSWに向けて貫通している。
シリコンウェーハSWの回路パターンと接続基板16および配線基板12とを電気的に接続するテストヘッド20は、一部が図1に拡大されて示されている。図1においては、ケルビンプローブを構成する一対のプローブ28ai(i=1〜n,nは正の整数)が、互いに略平行に配される支持基板26Aおよび26B相互間に配置される。支持基板26Aおよび26Bは、例えば、それぞれ、0.2mm以上0.3mm以下の厚さを有している。一対のプローブ28aiは、図4に示されるように、シリコンウェーハSWにおける回路パターンに形成される一つの共通の平坦な板状の電極部swpに対応して配される。一対のプローブ28aiは、例えば、シリコンウェーハSWにおける所定の領域内の回路パターンに形成される複数個の電極部にそれぞれ対応して縦横に所定の間隔で複数個、配列されている。なお、図1においては、複数の一対のプローブ28aiのうちの一つを代表的に示す。
一対のプローブ28aiは、図5に示されるように、それぞれ、電気的絶縁性の材料、例えば、プラスチックで筒状に成形されたハウジング部材30ai(i=1〜n,nは正の整数)における隣接して形成される円形断面を有する貫通孔30a内に、それぞれ、配されている。複数個のハウジング部材30aiのうち隣接するハウジング部材30aiの中心軸線の相互間隔は、例えば、約150μm程度に設定されている。
ハウジング部材30aiの外径は、例えば、110μm以上120μm以下の範囲に設定されている。各貫通孔30aは、図1に示されるように、ハウジング部材30aiの中心軸線に沿って形成されている。また、各貫通孔30aは、図5に示されるように、中心軸線に交差し、半径方向に延びる共通の直線上であって中心軸線を対称軸として対称的に均等な位置に形成されている。貫通孔30aの中心軸線の相互間隔は、例えば、約80μm以上120μm以下に設定されている。これにより、各貫通孔30a相互間には、隔壁30Wが形成されることとなる。なお、貫通孔30aの内周面には、所定の膜厚を有する金メッキが施されてもよい。
1個のプローブ28aiは、接続基板16の電極部に当接する接点部を有するコンタクト端子28Aと、シリコンウェーハSWにおける回路パターンに形成される一つの共通の電極部swpに当接する接点部を有するコンタクト端子28Bと、コンタクト端子28Aとコンタクト端子28Bとの間に配され互いに離隔する方向に付勢するコイルスプリング28Sとを含んで構成されている。
コンタクト端子28Aおよび28Bは、互いに同一の構成を有しているのでコンタクト端子28Aについて説明し、コンタクト端子28Bについての説明を省略する。
コンタクト端子28Aは、貫通孔30aの直径よりも若干小さい直径である円形の外形を有し、貫通孔30a内で移動可能に支持されている。また、コンタクト端子28Aは、コイルスプリング28Sの一端が挿入される凹部を一端に有している。コイルスプリング28Sの一端は、凹部の周縁がかしめられることにより、コンタクト端子28Aに固定されている。また、コンタクト端子28Aは、支持基板26Aの細孔26ai(i=1〜n,nは正の整数)に挿入される円柱状の接点部を他端に有している。その接点部は、約60μm程度の直径を有し、細孔26aiから所定の長さだけ突出している。支持基板26Aの細孔26aiは、貫通孔30aの直径に比して小なる直径を有し、段差のある穴ではなく貫通した均一な半径を有する細孔なので機械加工が容易となる。従って、穴の加工時間が短縮され、製造コストが大幅に低減される。
支持基板26Bにおいても、細孔26bi(i=1〜n,nは正の整数)が、細孔26aiと共通の中心軸線上に向かい合って形成されている。細孔26biは、細孔26aiの直径と同一の直径を有した同一形状の細孔とされる。
なお、上述の例においては、コイルスプリング28Sが備えられているが、斯かる例に限られることなく、例えば、コイルスプリング28Sの代わりに、メッキ処理が施された内周面に対し弾性体としてゴム(エラストマー)で成形された付勢部材が収容されてもよい。
斯かる構成において、ケルビン測定法に従い、シリコンウェーハSWにおける回路パターンの抵抗値を検査するにあたっては、先ず、被検査物用ステージに支持されるシリコンウェーハSWが、移動テーブル部により、所定位置まで移動せしめられる。次に、プローブカード用ステージ10が、プローブカード用ステージ駆動機構部により、移動テーブル部22の被検査物用ステージに支持されるシリコンウェーハSWにおける所定の回路パターンの真上の位置から下降せしめられる。これにより、図4に示されるように、テストヘッド20の各プローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が電極部swpに当接される。
続いて、テストヘッド20における一対のプローブ28aiのうち一方のプローブ28aiをセンス端子として電圧(電位差)がプローブ28aiに印加され、また、他方のプローブ28aiをパワー端子として電流がプローブ28aiに供給される状態で、検査が開始され、回路パターンにおける抵抗値がテスター24により測定されることとなる。
さらに、一つの回路パターンの抵抗値が測定された後、隣接する回路パターンを検査するにあたっては、一旦、テストヘッド20が、シリコンウェーハSWから離隔される。その後、シリンコンウェーハSWにおける隣接する回路パターンがテストヘッド20の真下の位置となるように、X軸用ステージ、およびY軸用ステージが移動され、回転ステージが回動される。次に、テスター24により上述と同様な測定がなされる。そして、一枚のシリコンウェーハSWにおけるすべての回路パターンに対し同様な検査が繰り返される。
上述の例において、ハウジング部材30ai(i=1〜n,nは正の整数)における貫通孔30a相互間には、隔壁30Wが形成されているが、斯かる例に限られることなく、図6(A)に示されるように、二つの貫通孔30’aの形状は、その隣接する端部が互いに連結される形状であってもよい。これにより、二つの貫通孔30’aは、互いに連通し、上述の隔壁の代わりに空気層が一対のプローブ28ai相互間に形成されるので誘電率が低減され、従って、テストヘッド20における周波数特性の向上がさらに図られる。なお、プローブ28aiのコンタクト端子28Aおよびコンタクト端子28Bの外形は、円形なので二つの貫通孔30’aが連結したとしても、互いに共通の貫通孔内にコンタクト端子28Aとコンタクト端子28Bとが侵入し、ショートすることはない。
また、上述の例においては、ハウジング部材30aiおよび30’aiは、一対のプローブ28aiを貫通孔30aおよび30’aに収容する構成とされるが、必ずしもこのようになされる必要がなく、例えば、図6(B)および(C)に示されるように、ハウジング部材が、2対のプローブ28ai、合計4本のプローブ28aiを収容するものであってもよい。
図6(B)において、ハウジング部材32aiは、所定の直径を有する共通の円周上に均等に貫通孔32aを有するものとされる。隣接する貫通孔32a相互間には、隔壁が形成されることとなる。
図6(C)において、ハウジング部材34aiは、貫通孔34aを有するものとされる。貫通孔34aは、所定の直径を有する共通の円周上に均等に貫通孔34a1,34a2,34a3,および、34a4により形成されている。隣接する貫通孔34a1,34a2,34a3,および、34a4は、互いに連結され、連通している。これにより、4つの貫通孔30a1、34a2,34a3,および、34a4は、互いに連通し、空気層がプローブ28ai相互間に形成されるので誘電率が低減され、従って、テストヘッド20における周波数特性の向上がさらに図られる。
上述のシリコンウェーハSWにおける各回路パターンに形成される複数個の電極部は、
平坦な板状の電極部swpであるが、斯かる例に限られることなく、例えば、図7に拡大されて示されるように、シリコンウェーハ40における縦横に区画された所定の領域40Ai内の回路パターンに形成される複数の電極部40Biが、半球状のバンプ電極であってもよい。電極部40Biは、図7において、X座標軸、および、X座標軸に対し直交するY座標軸に沿って縦横に形成されている。斯かる場合においては、図8に拡大されて示されるように、テストヘッド20における一対のプローブ28aiは、シリコンウェーハ40における一つの電極部40Bi(i=1〜n,nは正の整数)に対応して配される。その際、すべての一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部は、Y座標軸に対し平行となるように配置されている。また、一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部は、一つの電極部40Biにおける共通の半球状の外周面に隣接して当接される。
さらに、シリコンウェーハ40における縦横に区画された所定の領域40Ai内の回路パターンに形成される複数の電極部40Biが、半球状のバンプ電極である場合、図9に拡大されて示されるように、テストヘッド20における任意の一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部の配置方向が、その一対のプローブ28aiの二方向、三方向、または、四方向を取り囲むすべての一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部の配置方向に略直交する方向に配列されてもよい。即ち、図9において、例えば、第1番目の行における左端に位置する電極40Biおよび左端から第3列目に位置する電極40Biに対し一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が、Y座標軸に対し略平行に配置される場合、同一の行において、その相互間に隣接する一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が、X座標軸に対し略平行に配置される。また、X座標軸に対し平行な第2番目の行における左端に位置する電極40Biおよび左端から第3列目に位置する電極40Biに対し一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が、X座標軸に対し略平行に配置される場合、同一の行において、その相互間に隣接する一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が、Y座標軸に対し略平行に配置される。
なお、図9においては、図7において同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
斯かる場合にあっては、一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部に対するシリコンウェーハ40における電極部40Biの位置ずれが抑制される。
さらにまた、図9において、第1行における第1列目、第2行における第2列目、第3行における第3列目、第4行における第4列目に配置される一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が、それぞれ、図10に示されるように、X座標軸に対し平行な第1番目の行に配置され、図9において、第2行における第1列目、第3行における第2列目、第4行における第3列目に配置される一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部が、それぞれ、図10に示されるように、第2番目の行に配置されるように順次、配列されてもよい。なお、図10においては、図7において同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
この場合、同一列において隣接する一対のプローブ28aiは、同じ角度で同一方向に傾けられ、同一列において隣接する一対のプローブ28aiは、異なる行における一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部の配置方向に対し時計回り方向に90°だけ回転した状態で配置されることとなる。
従って、このように任意の一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部の配置方向を行毎に任意の角度に傾けても一対のプローブ28aiのコンタクト端子28Bの接点部に対するシリコンウェーハ40における電極部40Biの位置ずれが抑制できる。
本発明に係るプローブピンの一例、および、それを備えるテストヘッドの一例の要部を示す部分断面図である。 本発明に係るプローブピンの一例を備えるテストヘッドが設けられるプローブカードを備える半導体装置用検査装置の構成を概略的に示す構成図である。 図2に示される例におけるテストヘッドを備える配線基板の平面図である。 図1に示されるテストヘッドのプローブピンのコンタクト端子が電極部に当接した状態を示す部分断面図である。 図1に示される例におけるテストヘッドのプローブピンをハウジング部材とともに示す部分断面図である。 (A)〜(C)は、それぞれ、図1に示される例に用いられるハウジング部材の他の一例を示す斜視図である。 テストヘッドのプローブピンの配置の一例を電極部とともに部分的に示す図である。 図7に示される例において、テストヘッドのプローブピンのコンタクト端子が電極部に当接した状態を示す部分断面図である。 テストヘッドのプローブピンの配置の他の一例を電極部とともに部分的に示す図である。 テストヘッドのプローブピンの配置のさらなる他の一例を電極部とともに部分的に示す図である。
符号の説明
20 テストヘッド
26A,26B 支持基板
28ai プローブピン
30ai,30’ai,32ai,34ai ハウジング部材
30a 貫通孔
swp 電極部
40Bi 電極部

Claims (5)

  1. 互いに略平行に配置される一対の支持基板の相互間に支持され、絶縁性材料で成形されたハウジング部材における少なくとも一つの貫通孔に移動可能に配され、該貫通孔に対向して形成される該支持基板の細孔を介して突出する接点部をそれぞれ有する一対のコンタクト端子と、
    前記貫通孔における前記一対のコンタクト端子相互間に配され、該一対のコンタクト端子を互いに離隔する方向に付勢する付勢部材と、
    を具備して構成されるプローブピン。
  2. 前記ハウジング部材における2個の貫通孔が、一つの共通の電極部に対して2個の前記コンタクト端子の接点部が隣接して当接するように離隔して形成されることを特徴とする請求項1記載のプローブピン。
  3. 前記ハウジング部材における前記2個の貫通孔は、空気層を介して互いに連通することを特徴とする請求項2記載のプローブピン。
  4. 前記ハウジング部材における貫通孔の内周面に、メッキ処理が施されることを特徴とする請求項1記載のプローブピン。
  5. 一対の請求項1記載のプローブピンを縦横に複数個備えるテストヘッド。
JP2008305159A 2008-11-28 2008-11-28 プローブピン、および、それを備えるテストヘッド Pending JP2010127852A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008305159A JP2010127852A (ja) 2008-11-28 2008-11-28 プローブピン、および、それを備えるテストヘッド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008305159A JP2010127852A (ja) 2008-11-28 2008-11-28 プローブピン、および、それを備えるテストヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010127852A true JP2010127852A (ja) 2010-06-10

Family

ID=42328351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008305159A Pending JP2010127852A (ja) 2008-11-28 2008-11-28 プローブピン、および、それを備えるテストヘッド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010127852A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017402A1 (ja) * 2012-07-26 2014-01-30 株式会社ヨコオ 検査治具及びその製造方法
WO2014201867A1 (zh) * 2013-06-21 2014-12-24 深圳市华星光电技术有限公司 用于检测接触效果的探针模组
US20210080486A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 International Business Machines Corporation Compliant organic substrate assembly for rigid probes

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017402A1 (ja) * 2012-07-26 2014-01-30 株式会社ヨコオ 検査治具及びその製造方法
JP2014025789A (ja) * 2012-07-26 2014-02-06 Yokowo Co Ltd 検査治具及びその製造方法
TWI596345B (zh) * 2012-07-26 2017-08-21 Yokowo Seisakusho Kk Inspection fixture and its manufacturing method
WO2014201867A1 (zh) * 2013-06-21 2014-12-24 深圳市华星光电技术有限公司 用于检测接触效果的探针模组
US20210080486A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 International Business Machines Corporation Compliant organic substrate assembly for rigid probes
US11561243B2 (en) * 2019-09-12 2023-01-24 International Business Machines Corporation Compliant organic substrate assembly for rigid probes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI821332B (zh) 檢查工具及檢查裝置
JP4991495B2 (ja) 検査用保持部材及び検査用保持部材の製造方法
TWI789922B (zh) 檢查輔助具及檢查裝置
JP2005300545A (ja) 電気信号接続装置及びこれを用いたプローブ組立体並びにプローバ装置
JP2017142080A (ja) 接触端子、検査治具、及び検査装置
WO2017208690A1 (ja) 接触導電治具、及び検査装置
KR100750763B1 (ko) 프린트 기판에서의 도전 패턴의 제조 방법 및 제조 장치
US8435045B2 (en) Electrical connecting apparatus and method for manufacturing the same
JP2010127852A (ja) プローブピン、および、それを備えるテストヘッド
KR101120405B1 (ko) 프로브 블록 조립체
JP2009257910A (ja) 二重弾性機構プローブカードとその製造方法
JP2008076268A (ja) 検査用治具
JP4817830B2 (ja) プローバ、プローブ接触方法及びそのためのプログラム
JP2010032226A (ja) プローブカード
TWI742465B (zh) 電性連接裝置
JP5333829B2 (ja) プローブ組立体
JP6533666B2 (ja) プローブユニット
JP7509134B2 (ja) 接触端子、検査治具、および検査装置
US12072352B2 (en) Inspection jig and inspection device
JP7509135B2 (ja) 接触端子、検査治具、および検査装置
TWI818378B (zh) 電性連接裝置及電性連接裝置的製造方法
JP6110117B2 (ja) プローブ組立体及びプローブ基板
WO2022054802A1 (ja) 接触端子、検査治具、検査装置、及び製造方法
KR100555612B1 (ko) 판재 절개형 프로브 및 이의 제조방법
JP2007101345A (ja) カードホルダ及びプローバ