JP2010210478A - Probe card - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe card which is easily replaceable for each of probe units. <P>SOLUTION: This probe card includes a frame 200, provided with a plurality of unit housings 230 bored therethrough in the thickness direction, and the plurality of probe units 100 firmly fixed to the frame 200. The probe units 100 each includes: a probe substrate 120 having an outer shape of a size containable in the unit housing 230; an ST substrate 130 mounted on the upper surface of the probe substrate 120 and having width size larger than the width size of the probe substrate 120; and a probe 110 disposed on the lower surface of the probe substrate 120. The sum of the thickness size of the probe substrate 120 and the height size of the probe 110 is larger than the thickness size of the frame 200. Lengthwise both ends of each ST substrate 130 are fixed firmly on crosspieces 220 of the frame 200. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエハ上のチップの電気的諸特性を測定するのに使用可能なプローブカードに関する。   The present invention relates to a probe card that can be used to measure electrical characteristics of chips on a semiconductor wafer.

この種のプローブカードとしては、枠体に格子状に懸架された複数のＸ軸及びＹ軸支持体と、このＸ軸及びＹ軸支持体に各々設けられた複数のＸ軸及びＹ軸プローブとを備えたものがある。Ｘ軸プローブは複数のチップのＸ方向に配列された複数の電極に同時に接触し、Ｙ軸プローブは複数のチップのＹ方向に配列された複数の電極に同時に接触する。これにより、半導体ウエハ上の複数のチップの電気的諸特性が一度に測定される（特許文献１参照）。   As this type of probe card, a plurality of X-axis and Y-axis supports suspended in a lattice form on a frame, and a plurality of X-axis and Y-axis probes respectively provided on the X-axis and Y-axis supports, There is something with. The X-axis probe simultaneously contacts a plurality of electrodes arranged in the X direction of the plurality of chips, and the Y-axis probe simultaneously contacts a plurality of electrodes arranged in the Y direction of the plurality of chips. As a result, electrical characteristics of a plurality of chips on the semiconductor wafer are measured at a time (see Patent Document 1).

特開平０９−２８３５７５号公報JP 09-283575 A

Ｘ軸支持体及びＹ軸支持体は上下に交差しているため、Ｘ軸支持体については枠体から容易に取り外し可能であるものの、Ｙ軸支持体については全てのＸ軸支持体を取り外した後でなければ取り外すことができない。このため、Ｙ軸プローブが破損等した場合、当該Ｙ軸プローブが設けられたＹ軸支持体の交換が困難であるという問題があった。   Since the X-axis support body and the Y-axis support body intersect each other vertically, the X-axis support body can be easily detached from the frame body, but all the X-axis support bodies have been removed from the Y-axis support body. It can only be removed afterwards. For this reason, when the Y-axis probe is damaged, there is a problem that it is difficult to replace the Y-axis support provided with the Y-axis probe.

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、プローブユニット毎に容易に交換可能なプローブカードを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a probe card that can be easily replaced for each probe unit.

上記課題を解決するために、本発明のプローブカードは、外部電極を有するメイン基板と、メイン基板と間隔を空けて配置されたフレームと、フレームに固着される複数のプローブユニットとを備えており、フレームには、厚み方向に貫通した複数の収容孔が設けられており、プローブユニットは、外形がフレームの収容孔内に収容される大きさであるプローブ基板と、プローブ基板の上面に取り付けられ、外形がプローブ基板の外形よりも大きい取付板と、プローブ基板の下面に配設されたプローブとを有しており、プローブ基板の厚み寸法とプローブの高さ寸法との和がフレームの厚み寸法よりも大きくなっており、取付板がフレームの収容孔の縁部上に固着されている。   In order to solve the above problems, a probe card according to the present invention includes a main board having external electrodes, a frame that is spaced from the main board, and a plurality of probe units that are fixed to the frame. The frame is provided with a plurality of accommodation holes penetrating in the thickness direction, and the probe unit is attached to the probe board having an outer size that is accommodated in the accommodation hole of the frame and the upper surface of the probe board. , Having a mounting plate whose outer shape is larger than the outer shape of the probe board and a probe disposed on the lower surface of the probe board, and the sum of the thickness dimension of the probe board and the height dimension of the probe is the thickness dimension of the frame The mounting plate is fixed on the edge of the housing hole of the frame.

このようなプローブカードによる場合、取付板がフレームの収容孔の縁部上に固着されているだけであるので、取付板をフレームの前記縁部から取り外すだけで、プローブユニットをフレームから取り外すことができる。よって、プローブが破損等した場合、プローブユニット毎に簡単に交換することができる。しかも、取付板がフレームの前記縁部上に載置された状態で、当該取付板をＸ、Ｙ及び／又はＺ方向に位置調整することができるので、プローブユニットの位置精度の向上を図ることもできる。   In the case of such a probe card, since the mounting plate is only fixed on the edge of the housing hole of the frame, the probe unit can be removed from the frame simply by removing the mounting plate from the edge of the frame. it can. Therefore, when the probe is damaged or the like, it can be easily replaced for each probe unit. In addition, since the mounting plate can be adjusted in the X, Y and / or Z direction with the mounting plate placed on the edge of the frame, the positional accuracy of the probe unit can be improved. You can also.

また、前記プローブカードは、プローブユニットが半導体ウエハ上のチップに各々対応した構成である場合、同プローブユニットのプローブをチップの電極に各々接触させることにより、当該チップの電気的諸特性を一度に測定することができる。各チップに対応するプローブユニットは、半導体ウエハ上のチップを一括で測定可能な一括型プローブカードよりも歩留まり率が高くなる。よって、本プローブカードは、一括型プローブカードよりも歩留まり率が高くすることができる。   In the probe card, when the probe unit is configured to correspond to each chip on the semiconductor wafer, the electrical characteristics of the chip can be adjusted at a time by bringing the probe of the probe unit into contact with the electrode of the chip. Can be measured. The probe unit corresponding to each chip has a higher yield rate than a collective probe card capable of measuring chips on a semiconductor wafer in a batch. Therefore, this probe card can have a higher yield rate than the collective probe card.

フレームユニットの取付板のフレームへの固着には、樹脂が使われていることが好ましい。   Resin is preferably used for fixing the mounting plate of the frame unit to the frame.

本発明の実施の形態に係るプローブカードの概略図であって、（ａ）が底面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図である。It is the schematic of the probe card which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) is a bottom view, (b) is AA sectional drawing. 同プローブカードの検査対象である半導体ウエハの模式的平面図である。It is a typical top view of the semiconductor wafer which is a test object of the probe card. 同プローブカードのフレームにプローブユニットが設置された状態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the state by which the probe unit was installed in the flame | frame of the probe card. 同プローブカードのフレームの概略的平面図あって、半導体ウエハのチップとの位置関係を示す図である。It is a schematic plan view of the frame of the probe card, and shows the positional relationship with the chip of the semiconductor wafer. 同プローブカードのプローブユニットの端部の概略的拡大正面図である。It is a schematic enlarged front view of the edge part of the probe unit of the probe card. 同プローブのスプリングピンの概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the spring pin of the probe. 同プローブカードのプローブユニットの取付工程を示す概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the attachment process of the probe unit of the probe card. 同プローブカードのガイド基板及びスプリングピンの取付工程を示す概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the attachment process of the guide board | substrate and spring pin of the probe card. 本発明のプローブカードのフレームの設計変更例を示す概略的平面図である。It is a schematic plan view which shows the example of a design change of the flame | frame of the probe card | curd of this invention. 本発明のプローブカードのプローブユニットの設計変更例を示す概略図であって、同ユニットの端部の概略的拡大正面図である。It is the schematic which shows the example of a design change of the probe unit of the probe card | curd of this invention, Comprising: It is a schematic expanded front view of the edge part of the unit. 本発明のプローブカードのプローブユニットの設計変更例を示す概略底面図であって、プローブが四辺配置された状態を示す図である。It is a schematic bottom view which shows the example of a design change of the probe unit of the probe card of this invention, Comprising: It is a figure which shows the state by which the probe was arrange | positioned at four sides.

以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて図１乃至図６を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの概略図であって、（ａ）が底面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図、図２は同プローブカードの検査対象である半導体ウエハの模式的平面図、図３は同プローブカードのフレームにプローブユニットが設置された状態を示す概略斜視図、図４は同プローブカードのフレームの概略的平面図あって、半導体ウエハのチップとの位置関係を示す図、図５は同プローブカードのプローブユニットの端部の概略的拡大正面図、図６は同プローブのスプリングピンの概略的断面図である。   A probe card according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1A and 1B are schematic views of a probe card according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a bottom view, FIG. 1B is a cross-sectional view along AA, and FIG. 2 is a semiconductor wafer to be inspected by the probe card. FIG. 3 is a schematic perspective view showing a state in which the probe unit is installed on the frame of the probe card, and FIG. 4 is a schematic plan view of the frame of the probe card, which is connected to the chip of the semiconductor wafer. FIG. 5 is a schematic enlarged front view of the end portion of the probe unit of the probe card, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the spring pin of the probe.

図１に示すプローブカードは、図２に示す半導体ウエハ１０上に形成された複数のチップ１１の電気的諸特性を一度に測定するのに使用されるものである。このプローブカードは、複数のプローブユニット１００と、フレーム２００と、複数の支柱３００と、ガイド基板４００と、複数のスプリングピン５００（第２の接続部）と、メイン基板６００と、補強板７００とを備えている。以下、プローブカードの各部について詳しく説明する。   The probe card shown in FIG. 1 is used to measure various electrical characteristics of a plurality of chips 11 formed on the semiconductor wafer 10 shown in FIG. This probe card includes a plurality of probe units 100, a frame 200, a plurality of support columns 300, a guide substrate 400, a plurality of spring pins 500 (second connection portions), a main substrate 600, and a reinforcing plate 700. It has. Hereinafter, each part of the probe card will be described in detail.

フレーム２００は金属製の枠体である。このフレーム２００は、図１（ａ）、図３及び図４に示すように、外枠部２１０と、この外枠部２１０に格子状に懸架された複数の桟部２２０とを有している。外枠部２１０の外径は半導体ウエハ１０の外径と略同じである。桟部２２０により区画された複数の空間がユニット収容部２３０となっている。ユニット収容部２３０はフレーム２００を厚み方向に貫通している。すなわち、ユニット収容部２３０が特許請求の範囲におけるフレームの収容孔に相当し、桟部２２０が特許請求の範囲におけるフレームの収容孔の縁部に相当する。ユニット収容部２３０と半導体ウエハ１０のチップ１１とは、図４に示すように、後述する半導体ウエハ１０のチップ１１の測定時において、平面位置的に重なる位置関係となっている。すなわち、前記測定時において、ユニット収容部２３０が半導体ウエハ１０のチップ１１の上方に位置する。なお、ユニット収容部２３０及びチップ１１の数や位置は例示的に示したものである。   The frame 200 is a metal frame. As shown in FIGS. 1A, 3, and 4, the frame 200 includes an outer frame portion 210 and a plurality of crosspiece portions 220 suspended in a lattice pattern on the outer frame portion 210. . The outer diameter of the outer frame portion 210 is substantially the same as the outer diameter of the semiconductor wafer 10. A plurality of spaces partitioned by the crosspieces 220 serve as the unit accommodating portions 230. The unit accommodating portion 230 penetrates the frame 200 in the thickness direction. That is, the unit accommodating portion 230 corresponds to a frame accommodating hole in the claims, and the crosspiece 220 corresponds to an edge portion of the frame accommodating hole in the claims. As shown in FIG. 4, the unit housing portion 230 and the chip 11 of the semiconductor wafer 10 are in a positional relationship that overlaps in plan view when measuring the chip 11 of the semiconductor wafer 10 described later. That is, at the time of the measurement, the unit accommodating portion 230 is located above the chip 11 of the semiconductor wafer 10. Note that the numbers and positions of the unit accommodating portions 230 and the chips 11 are exemplarily shown.

プローブユニット１００は、図１、図３及び図４に示すように、複数のプローブ１１０と、プローブ基板１２０と、スペーストランスフォーマ基板１３０（以下、ＳＴ基板と称する。）とを有している。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the probe unit 100 includes a plurality of probes 110, a probe substrate 120, and a space transformer substrate 130 (hereinafter referred to as an ST substrate).

ＳＴ基板１３０はセラミックで構成された板体である。ＳＴ基板１３０の長さ寸法はプローブ基板１２０の長さ寸法よりも長くなっている。ＳＴ基板１３０の長さ方向の両端部は、フレーム２００の桟部２２０上に載置され樹脂１４０（ＵＶ硬化樹脂等）により固着される。ＳＴ基板１３０の上面には、図３に示すように、複数の上側電極１３１（第２の電極）が設けられている。一方、ＳＴ基板１３０の下面中央部にはプローブ基板１２０が取り付けられている。また、ＳＴ基板１３０の下面のプローブ基板１２０の両側には複数の下側電極１３２（第１の電極）が設けられている。上側電極１３１及び下側電極１３２は、ＳＴ基板１３０の内部及び／又は外面上に設けられた配線により各々接続されている。   The ST substrate 130 is a plate made of ceramic. The length dimension of the ST substrate 130 is longer than the length dimension of the probe substrate 120. Both ends in the length direction of the ST substrate 130 are placed on the crosspiece 220 of the frame 200 and fixed by a resin 140 (UV curable resin or the like). A plurality of upper electrodes 131 (second electrodes) are provided on the upper surface of the ST substrate 130 as shown in FIG. On the other hand, a probe substrate 120 is attached to the central portion of the lower surface of the ST substrate 130. A plurality of lower electrodes 132 (first electrodes) are provided on both sides of the probe substrate 120 on the lower surface of the ST substrate 130. The upper electrode 131 and the lower electrode 132 are connected to each other by wiring provided on the inside and / or the outer surface of the ST substrate 130.

プローブ基板１２０はシリコンウエハが略矩形のタイル状にダイシングされたものである。このプローブ基板１２０は、ＳＴ基板１３０の前記両端部がフレーム２００の桟部２２０上に固着された状態で、当該フレーム２００のユニット収容部２３０内に収容される。また、プローブ基板１２０の下面上には、図１、図３及び図４に示すように、複数のプローブ１１０が二辺配置されている。また、プローブ基板１２０の下面の長さ方向の両端部には複数の電極１２１が各々真っ直ぐ（Straight）に配列されている。この電極１２１は、プローブ基板１２０の下面上に設けられた配線１２２によりプローブ１１０に各々接続されている。また、電極１２１は、導電ワイヤ１５０（第１の接続部）により、ＳＴ基板１３０の下側電極１３２に接続されている。   The probe substrate 120 is obtained by dicing a silicon wafer into a substantially rectangular tile shape. The probe substrate 120 is accommodated in the unit accommodating portion 230 of the frame 200 in a state where the both end portions of the ST substrate 130 are fixed on the crosspiece 220 of the frame 200. On the lower surface of the probe substrate 120, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, a plurality of probes 110 are arranged on two sides. In addition, a plurality of electrodes 121 are arranged straight at both ends of the lower surface of the probe substrate 120 in the length direction. The electrodes 121 are each connected to the probe 110 by a wiring 122 provided on the lower surface of the probe substrate 120. The electrode 121 is connected to the lower electrode 132 of the ST substrate 130 by a conductive wire 150 (first connecting portion).

各プローブ１１０は、図５に示すように、接続部１１１と、この接続部１１１に連続する略Ｌ字状のビーム部１１２と、ビーム部１１２上に設けられた接触部１１３とを有する。接続部１１１はプローブ基板１２０の配線１２２に接続されている。接触部１１３がチップ１１の電極１１ａに接触する部分である。また、プローブ１１０の高さ寸法とプローブ基板１２０の厚み寸法との和は、フレーム２００の厚み寸法よりも大きい。このため、プローブ基板１２０がフレーム２００のユニット収容部２３０内に収容された状態で、プローブ１１０の接触部１１３がユニット収容部２３０から下方に突出し、チップ１１の電極１１ａに接触可能となっている。   As shown in FIG. 5, each probe 110 includes a connection portion 111, a substantially L-shaped beam portion 112 that is continuous with the connection portion 111, and a contact portion 113 provided on the beam portion 112. The connection part 111 is connected to the wiring 122 of the probe substrate 120. The contact portion 113 is a portion that contacts the electrode 11 a of the chip 11. Further, the sum of the height dimension of the probe 110 and the thickness dimension of the probe substrate 120 is larger than the thickness dimension of the frame 200. For this reason, in a state in which the probe substrate 120 is accommodated in the unit accommodating portion 230 of the frame 200, the contact portion 113 of the probe 110 protrudes downward from the unit accommodating portion 230 and can contact the electrode 11a of the chip 11. .

各支柱３００は、図３及び図４に示すように、フレーム２００の桟部２２０上に立設された円柱である。この支柱３００は小径部３１０と、この小径部３１０上に設けられた大径部３２０とを有する。小径部３１０は桟部２２０に設けられた孔部２２１に嵌合する。大径部３２０にはガイド基板４００及びメイン基板６００が間隔を空けて取り付けられる。   As shown in FIGS. 3 and 4, each support column 300 is a column erected on the crosspiece 220 of the frame 200. The support column 300 includes a small diameter portion 310 and a large diameter portion 320 provided on the small diameter portion 310. The small diameter portion 310 is fitted into a hole portion 221 provided in the crosspiece portion 220. A guide substrate 400 and a main substrate 600 are attached to the large diameter portion 320 with a space therebetween.

ガイド基板４００には、厚み方向に貫通する挿入孔４１０及び取付孔４２０が設けられている。挿入孔４１０にはスプリングピン５００が挿入される。取付孔４２０に支柱３００の大径部３２０が挿入される。ガイド基板４００はメイン基板６００又は補強板７００にネジ止めされる。なお、ガイド基板４００は、ＳＴ基板１３０とメイン基板６００との間でフリーにしておくことも可能である。   The guide substrate 400 is provided with an insertion hole 410 and a mounting hole 420 that penetrate in the thickness direction. The spring pin 500 is inserted into the insertion hole 410. The large diameter portion 320 of the column 300 is inserted into the mounting hole 420. The guide substrate 400 is screwed to the main substrate 600 or the reinforcing plate 700. The guide substrate 400 can be left free between the ST substrate 130 and the main substrate 600.

メイン基板６００は周知のプリント基板である。このメイン基板６００の下面には、図１（ｂ）に示すように、複数の下側電極６１１が設けられている。また、メイン基板６００の上面には複数の外部電極６１２が設けられている。下側電極６１１と外部電極６１２とは、メイン基板６００の内部又は外面上に設けられた配線により各々接続されている。外部電極６１２はテスターに接続されるため、メイン基板６００の外周に集約されていることが多い。また、メイン基板６００には、厚み方向に貫通する取付孔６２０が設けられている。この取付孔６２０に支柱３００の大径部３２０が挿入される。メイン基板６００は補強板７００にネジ止めされる。   The main board 600 is a known printed board. As shown in FIG. 1B, a plurality of lower electrodes 611 are provided on the lower surface of the main substrate 600. A plurality of external electrodes 612 are provided on the upper surface of the main substrate 600. The lower electrode 611 and the external electrode 612 are connected to each other by wiring provided inside or on the outer surface of the main substrate 600. Since the external electrodes 612 are connected to a tester, they are often concentrated on the outer periphery of the main substrate 600. The main board 600 is provided with a mounting hole 620 that penetrates in the thickness direction. The large diameter portion 320 of the column 300 is inserted into the mounting hole 620. The main board 600 is screwed to the reinforcing plate 700.

補強板７００は、図１（ｂ）に示すように、支柱３００の大径部３２０にネジ止めされている。すなわち、メイン基板６００は補強板７００を介して支柱３００に取り付けられる。この補強板７００としては、メイン基板１００よりも硬い素材（例えば、ステンレス鋼）で構成された板状体を用いている。この補強板７００によりメイン基板１００の平面度が維持される。   As shown in FIG. 1B, the reinforcing plate 700 is screwed to the large diameter portion 320 of the support column 300. That is, the main board 600 is attached to the support 300 through the reinforcing plate 700. As the reinforcing plate 700, a plate-like body made of a material harder than the main substrate 100 (for example, stainless steel) is used. The flatness of the main board 100 is maintained by the reinforcing plate 700.

各スプリングピン５００はメイン基板６００とＳＴ基板１３０との間を接続するスプリングプローブである。このスプリングピン５００は、図６に示すように、導電性を有する円筒形のバレル５１０と、バレル５１０の両端から突出する上側、下側プランジャ５２１、５２２と、上側、下側プランジャ５２１、５２２の間に介在するコイルスプリング５３０とを有する。   Each spring pin 500 is a spring probe that connects between the main board 600 and the ST board 130. As shown in FIG. 6, the spring pin 500 includes a cylindrical barrel 510 having conductivity, upper and lower plungers 521 and 522 protruding from both ends of the barrel 510, and upper and lower plungers 521 and 522. And a coil spring 530 interposed therebetween.

上側、下側プランジャ５２１、５２２は、断面視略凸字状をなした導電部材である。コイルスプリング５３０は、上側プランジャ５２１を上方に付勢し、メイン基板６００の下側電極６１１に弾性的に接触させる一方、下側プランジャ５２２を下方に付勢し、ＳＴ基板１３０の上側電極１３２に弾性的に接触させる。上側、下側プランジャ５２１、５２２及びバレル５１０を介してメイン基板６００とＳＴ基板１３０とが電気的に接続される。   The upper and lower plungers 521 and 522 are conductive members having a substantially convex shape in cross section. The coil spring 530 urges the upper plunger 521 upward and elastically contacts the lower electrode 611 of the main board 600, while urging the lower plunger 522 downward to the upper electrode 132 of the ST board 130. Contact elastically. The main board 600 and the ST board 130 are electrically connected via the upper and lower plungers 521 and 522 and the barrel 510.

以下、上述した構成のプローブカードの組み立て手順について図７及び図８を参照しつつ説明する。図７は本発明の実施の形態に係るプローブカードのプローブユニットの取付工程を示す概略的断面図、同プローブカードのガイド基板及びスプリングピンの取付工程を示す概略的断面図である。ここでは、ガイド基板４００及びメイン基板６００は補強板７００にネジ止めされているものとする。   Hereinafter, the procedure for assembling the probe card having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a process of attaching the probe unit of the probe card according to the embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional view showing a process of attaching the guide board and spring pin of the probe card. Here, it is assumed that the guide substrate 400 and the main substrate 600 are screwed to the reinforcing plate 700.

まず、プローブ基板１２０にプローブ１１０をＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて形成する。すなわち、プローブ基板１２０の下面に犠牲層を形成し、マスクを用いて露光、現像することにより前記犠牲層に開口を形成し、当該開口に導電材料を充填することを繰り返すことにより、プローブ１１０の接続部１１１、ビーム部１１２及び接触部１１３が形成される。そして、プローブ１１０が形成されたプローブ基板１２０をＳＴ基板１３０の下面中央部に接着剤等を用いて接着させる。その後、プローブ基板１２０の電極１２１とＳＴ基板１３０の下側電極１３２とを導電ワイヤ１５０により各々接続する。これにより、プローブユニット２００が完成する。   First, the probe 110 is formed on the probe substrate 120 using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. That is, a sacrificial layer is formed on the lower surface of the probe substrate 120, and exposure and development are performed using a mask to form an opening in the sacrificial layer, and filling the opening with a conductive material is repeated. The connection part 111, the beam part 112, and the contact part 113 are formed. Then, the probe substrate 120 on which the probe 110 is formed is bonded to the central portion of the lower surface of the ST substrate 130 using an adhesive or the like. Thereafter, the electrode 121 of the probe substrate 120 and the lower electrode 132 of the ST substrate 130 are respectively connected by the conductive wire 150. Thereby, the probe unit 200 is completed.

その一方で、フレーム２００の桟部２２０に支柱３００の小径部３１０をネジ止めする。このフレーム２００の桟部２２０を台座２０上に載置する。   On the other hand, the small diameter portion 310 of the support column 300 is screwed to the crosspiece 220 of the frame 200. The crosspiece 220 of the frame 200 is placed on the base 20.

その後、図７に示すように、位置調整機構のバキューム３０によりプローブユニット１００のプローブ基板１２０の中央部をバキューム３０で吸着させる。この状態で、バキューム３０を位置調整機構の駆動部により動作させ、プローブユニット１００とフレーム２００とを相対的に接近させる。そして、プローブユニット１００のプローブ基板１２０をフレーム２００のユニット収容部２３０内に挿入させると共に、当該プローブユニット１００のＳＴ基板１３０の長さ方向の両端部をフレーム２００の桟部２２０上に載置させる。   Thereafter, as shown in FIG. 7, the vacuum 30 of the position adjusting mechanism causes the central portion of the probe substrate 120 of the probe unit 100 to be adsorbed by the vacuum 30. In this state, the vacuum 30 is operated by the drive unit of the position adjustment mechanism, and the probe unit 100 and the frame 200 are relatively moved closer to each other. Then, the probe substrate 120 of the probe unit 100 is inserted into the unit accommodating portion 230 of the frame 200, and both ends of the ST substrate 130 of the probe unit 100 in the length direction are placed on the crosspiece 220 of the frame 200. .

このとき、位置調整機構のＣＣＤカメラ４０によりプローブユニット１００を撮影させる。そして、位置調整機構のコンピュータのメモリに予め記録した位置データと、ＣＣＤカメラ４０の画像データ上のプローブユニット１００に付されたアライメントマークとが一致するようにバキューム３０をＸ、Ｙ及び／又はＺ方向に移動させることにより、プローブユニット１００の位置調整を行う。例えば、前記コンピュータが位置データを読み込み、位置調整機構のモニター上にターゲットを表示させると共に、ＣＣＤカメラ４０の画像データを同モニターに表示させた状態で、作業者が位置調整機構を操作してターゲットとアライメントマークとが一致するようにプローブユニット１００の位置調整を行う。   At this time, the probe unit 100 is photographed by the CCD camera 40 of the position adjusting mechanism. Then, the vacuum 30 is set to X, Y and / or Z so that the position data recorded in advance in the memory of the computer of the position adjusting mechanism matches the alignment mark attached to the probe unit 100 on the image data of the CCD camera 40. The position of the probe unit 100 is adjusted by moving in the direction. For example, the computer reads the position data, displays the target on the monitor of the position adjustment mechanism, and displays the image data of the CCD camera 40 on the monitor, and the operator operates the position adjustment mechanism to operate the target. The position of the probe unit 100 is adjusted so that the alignment mark matches the alignment mark.

位置調整が完了すると、ＳＴ基板１３０の前記両端部に紫外線硬化樹脂を塗布し、当該樹脂に紫外線を照射する。これにより、前記樹脂が硬化し（硬化することにより樹脂１４０となる。）、ＳＴ基板１３０の前記両端部がフレーム２００の桟部２２０上に樹脂固定される。以上の手順を繰り返すことにより、全てのプローブユニット２００がフレーム２００に取り付けられる。   When the position adjustment is completed, an ultraviolet curable resin is applied to both end portions of the ST substrate 130, and the resin is irradiated with ultraviolet rays. As a result, the resin is cured (by being cured, the resin 140 is formed), and the both end portions of the ST substrate 130 are resin-fixed on the crosspiece 220 of the frame 200. By repeating the above procedure, all the probe units 200 are attached to the frame 200.

その後、図８に示すように、ガイド基板４００の取付孔４２０に支柱３００を各々挿入する。その後、図１（ｂ）に示すように、スプリングピン５００をガイド基板４００の挿入孔４１０に各々挿入する。すると、スプリングピン５００の下側プランジャ５２２がＳＴ基板１３０の上側電極１３１に当接する。   Thereafter, as shown in FIG. 8, the support columns 300 are respectively inserted into the mounting holes 420 of the guide substrate 400. Thereafter, as shown in FIG. 1B, the spring pins 500 are respectively inserted into the insertion holes 410 of the guide substrate 400. Then, the lower plunger 522 of the spring pin 500 comes into contact with the upper electrode 131 of the ST substrate 130.

その後、支柱３００をメイン基板６００の取付孔６２０に挿入する。すると、メイン基板６００の下側電極６１１がスプリングピン５００の上側プランジャ５２１に当接する。このとき、スプリングピン５００のコイルスプリング５３０が圧縮される。これにより、下側プランジャ５２２がＳＴ基板１３０の上側電極１３１に、スプリングピン５００の上側プランジャ５２１がメイン基板６００の下側電極６１１に弾性的に接触する。その後、補強板７００を支柱３００の大径部３２０に各々ネジ止めする。そして、補強板７００にメイン基板６００及びガイド基板４００をネジ止めする。   Thereafter, the column 300 is inserted into the mounting hole 620 of the main board 600. Then, the lower electrode 611 of the main board 600 comes into contact with the upper plunger 521 of the spring pin 500. At this time, the coil spring 530 of the spring pin 500 is compressed. As a result, the lower plunger 522 elastically contacts the upper electrode 131 of the ST substrate 130, and the upper plunger 521 of the spring pin 500 elastically contacts the lower electrode 611 of the main substrate 600. Thereafter, the reinforcing plate 700 is screwed to the large diameter portion 320 of the support column 300. Then, the main board 600 and the guide board 400 are screwed to the reinforcing plate 700.

このように組み立てられたプローブカードは、テスターのプローバに取り付けられ、半導体ウエハ１０の全チップ１１の電気的諸特性を一度に測定するのに使用される。具体的には、本プローブカードをフレーム２００のユニット収容部２３０を半導体ウエハ１０のチップ１１上に各々位置するように配置し、この状態で同プローブカードと半導体ウエハ１０とを相対的に接近させる。すると、同プローブカードのプローブユニット１００のプローブ１１０の接触部１１３が、半導体ウエハ１０のチップ１１の電極１１ａに各々接触し、全チップ１１の電気的諸特性を一度に測定される。   The probe card assembled in this way is attached to a prober of a tester and used to measure electrical characteristics of all the chips 11 of the semiconductor wafer 10 at a time. Specifically, the probe card is arranged so that the unit accommodating portions 230 of the frame 200 are respectively positioned on the chip 11 of the semiconductor wafer 10, and the probe card and the semiconductor wafer 10 are relatively approached in this state. . Then, the contact portion 113 of the probe 110 of the probe unit 100 of the probe card comes into contact with the electrode 11a of the chip 11 of the semiconductor wafer 10, and the electrical characteristics of all the chips 11 are measured at once.

以上のようなプローブカードによる場合、プローブユニット１００のＳＴ基板１３０の前記両端部がフレーム２００の桟部２２０上に樹脂１４０で固着されているだけであるので、ＳＴ基板１３０の前記両端部をフレーム２００の桟部２２０上から取り外すだけで、プローブユニット１００をフレーム２００から取り外すことができる。よって、プローブ１１０が破損等した場合、当該プローブ１１０を有するプローブユニット１００毎に簡単に交換することができる。しかも、ＳＴ基板１３０がフレーム２００の桟部２２０に載置された状態で、プローブユニット１００をＸ、Ｙ及び／又はＺ方向に位置調整することができるので、プローブユニット１００の位置精度を向上させることもできる。また、半導体ウエハ１０上のチップ１１に対応するプローブユニット１００は、半導体ウエハ１０上のチップ１１を一括で測定可能な一括型プローブカードよりも、製品の歩留まり率が高い。よって、本プローブカードは、前記一括型プローブカードよりも歩留まり率を向上させることができる。   In the case of the probe card as described above, the both end portions of the ST substrate 130 of the probe unit 100 are only fixed on the crosspiece 220 of the frame 200 with the resin 140. The probe unit 100 can be removed from the frame 200 simply by removing it from the 200 crosspieces 220. Therefore, when the probe 110 is damaged, the probe unit 100 having the probe 110 can be easily replaced. Moreover, since the position of the probe unit 100 can be adjusted in the X, Y, and / or Z direction with the ST substrate 130 placed on the crosspiece 220 of the frame 200, the positional accuracy of the probe unit 100 is improved. You can also Further, the probe unit 100 corresponding to the chip 11 on the semiconductor wafer 10 has a higher product yield rate than the collective probe card capable of measuring the chips 11 on the semiconductor wafer 10 in a lump. Therefore, this probe card can improve a yield rate more than the said collective probe card.

なお、上述したプローブカードは、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲において任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく述べる。図９は本発明のプローブカードのフレームの設計変更例を示す概略的平面図、図１０は本発明のプローブカードのプローブユニットの設計変更例を示す概略図であって、同ユニットの端部の概略的拡大正面図、図１１は本発明のプローブカードのプローブユニットの設計変更例を示す概略底面図であって、プローブが四辺配置された状態を示す図である。   The probe card described above is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily changed in design within the scope of the claims. Details will be described below. 9 is a schematic plan view showing a design change example of the frame of the probe card of the present invention, and FIG. 10 is a schematic view showing a design change example of the probe unit of the probe card of the present invention. FIG. 11 is a schematic enlarged front view, and FIG. 11 is a schematic bottom view showing a design change example of the probe unit of the probe card of the present invention, and is a view showing a state in which the probes are arranged on four sides.

上記実施の形態では、フレーム２００は、外枠部２１０に桟部２２０が格子状に懸架された構成であるとしたが、厚み方向に貫通する収容孔が設けられている限り適宜設計変更することが可能である。例えば、図９に示すように、外枠部２１０にストライプ状の桟部２２０’を設けるようにしても良い。この場合、ＳＴ基板１３０の幅方向の端部が桟部２２０’上に載置され固着される。   In the above embodiment, the frame 200 has a configuration in which the crosspieces 220 are suspended in a grid pattern on the outer frame 210. However, the design of the frame 200 may be changed as appropriate as long as a receiving hole penetrating in the thickness direction is provided. Is possible. For example, as shown in FIG. 9, a stripe-shaped crosspiece 220 ′ may be provided on the outer frame portion 210. In this case, the end of the ST substrate 130 in the width direction is placed on and fixed to the crosspiece 220 '.

上記実施の形態では、ユニット収容部２３０が半導体ウエハ１０のチップ１１に対応した位置関係であるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ユニット収容部２３０を一つのチップ１１の一領域に対応させ、当該チップ１１の電気的諸特性のみを測定するように設計変更することも可能である。すなわち、本発明のプローブカードは、半導体ウエハ１０の全チップ１１を一度に測定するのに使用されるものに限定されるものではなく、各種の半導体デバイスの電気的諸特性の測定に使用することができる。   In the above embodiment, the unit accommodating portion 230 has a positional relationship corresponding to the chip 11 of the semiconductor wafer 10, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to change the design so that the unit accommodating portion 230 corresponds to one region of one chip 11 and only the electrical characteristics of the chip 11 are measured. That is, the probe card of the present invention is not limited to the one used for measuring all the chips 11 of the semiconductor wafer 10 at a time, but used for measuring electrical characteristics of various semiconductor devices. Can do.

ＳＴ基板１３０については、外形がプローブ基板よりも大きく且つプローブ基板よりも硬い板体であって、当該板体の端部がフレームの収容孔の縁部に固着され得る限り任意に設計変更することが可能である。上記実施の形態では、ＳＴ基板１３０の長さ方向の両端部がフレーム２００の桟部２２０に樹脂１４０により固着されるとしたが、樹脂１４０に替えて、ネジや接着材等の周知の固定手段を用いることができる。   The design of the ST board 130 is arbitrarily changed as long as the outer shape is larger than the probe board and is harder than the probe board, and the end of the board can be fixed to the edge of the housing hole of the frame. Is possible. In the above embodiment, both end portions of the ST substrate 130 in the length direction are fixed to the crosspiece 220 of the frame 200 with the resin 140. However, instead of the resin 140, well-known fixing means such as screws and adhesives are used. Can be used.

上記実施の形態では、プローブ基板１２０の電極１２１とＳＴ基板１３０の下側電極１３２とがワイヤ１５0により接続されているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、プローブ基板１２０に設けた配線やスルーホールをＳＴ基板１３０に設けた配線やスルーホールに接続させるようにしても構わない。また、図１０に示すように、ワイヤ１５０を用いて、下側電極１３２とプローブ１１０とを接続することも可能である。   In the above embodiment, the electrode 121 of the probe substrate 120 and the lower electrode 132 of the ST substrate 130 are connected by the wire 150, but the present invention is not limited to this. For example, wirings and through holes provided on the probe substrate 120 may be connected to wirings and through holes provided on the ST substrate 130. Further, as shown in FIG. 10, the lower electrode 132 and the probe 110 can be connected using a wire 150.

上記実施の形態では、プローブ１１０は、プローブ基板１２０の下面に二辺配置されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、複数のプローブ１１０’をプローブ基板１２０’の下面上に四辺配置するようにしても構わない。この場合、電極１２１’も同様に四辺配置すれば良い。また、電極１２１はプローブ基板１２０の下面上に真っ直ぐに配列されているとしたが、千鳥状（Staggered）に配列することも可能である。この点は、電極１２１’を四辺配置した場合も同様である。但し、プローブ１１０及び電極１２１をどのように配置する課については任意に設定することが可能である   In the above-described embodiment, the probe 110 is arranged on the lower surface of the probe substrate 120. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, a plurality of probes 110 'may be arranged on four sides on the lower surface of the probe substrate 120'. In this case, the electrode 121 'may be similarly arranged on the four sides. Further, although the electrodes 121 are arranged straight on the lower surface of the probe substrate 120, they can be arranged in a staggered manner. This is the same when the electrode 121 'is arranged on four sides. However, the section where the probe 110 and the electrode 121 are arranged can be arbitrarily set.

スプリングピン５００に替えて、針状のプローブやインターポーザーを用いてメイン基板６００の下側電極６１１とＳＴ基板１３０の上側電極１３１とを接続するようにしても良い。また、メイン基板６００とＳＴ基板１３０との間をフレキシブル基板等を用いて接続することも可能である。   Instead of the spring pin 500, the lower electrode 611 of the main board 600 and the upper electrode 131 of the ST board 130 may be connected using a needle-like probe or an interposer. Further, the main board 600 and the ST board 130 can be connected using a flexible board or the like.

なお、上記実施の形態では、プローブカードの各部を構成する素材、形状や寸法等はその一例を説明したものであって、同様の機能を実現し得る限り任意に設計変更することが可能である。   In the above embodiment, the materials, shapes, dimensions, etc. constituting each part of the probe card have been described as examples, and can be arbitrarily changed as long as the same function can be realized. .

１００ プローブユニット
１１０ プローブ
１２０ プローブ基板
１２１ 電極
１２２ 配線
１３０ ＳＴ基板１３０（取付板）
１３１ 上側電極（第２の電極）
１３２ 下側電極（第１の電極）
１５０ 導電ワイヤ（第１の接続部）
２００ フレーム
２２０ 桟部（収容孔の周縁部）
２３０ ユニット収容部（収容孔）
３００ 支柱
４００ ガイド基板
５００ スプリングピン（第２の接続部）
６００ メイン基板
６１１ 下側電極
７００ 補強板 100 Probe unit 110 Probe 120 Probe substrate 121 Electrode 122 Wiring 130 ST substrate 130 (mounting plate)
131 Upper electrode (second electrode)
132 Lower electrode (first electrode)
150 Conductive wire (first connecting part)
200 Frame 220 Crosspiece (periphery edge of receiving hole)
230 Unit accommodating part (accommodating hole)
300 support 400 guide board 500 spring pin (second connection part)
600 Main board 611 Lower electrode 700 Reinforcing plate

Claims (2)

外部電極を有するメイン基板と、
メイン基板と間隔を空けて配置されたフレームと、
フレームに固着される複数のプローブユニットとを備えており、
フレームには、厚み方向に貫通した複数の収容孔が設けられており、
プローブユニットは、外形がフレームの収容孔内に収容される大きさであるプローブ基板と、
プローブ基板の上面に取り付けられ、外形がプローブ基板の外形よりも大きい取付板と、
プローブ基板の下面に配設されたプローブとを有しており、
プローブ基板の厚み寸法とプローブの高さ寸法との和がフレームの厚み寸法よりも大きくなっており、
取付板がフレームの収容孔の縁部上に固着されていることを特徴とするプローブカード。
A main board having external electrodes;
A frame spaced from the main board,
A plurality of probe units fixed to the frame,
The frame is provided with a plurality of receiving holes penetrating in the thickness direction,
The probe unit has a probe substrate whose outer shape is sized to be accommodated in the accommodation hole of the frame,
A mounting plate attached to the upper surface of the probe board and having an outer shape larger than the outer shape of the probe board;
And a probe disposed on the lower surface of the probe substrate,
The sum of the thickness dimension of the probe board and the height dimension of the probe is larger than the thickness dimension of the frame,
A probe card, wherein the mounting plate is fixed on the edge of the receiving hole of the frame.
請求項１記載のプローブカードにおいて、
フレームユニットの取付板のフレームへの固着には、樹脂が使われていることを特徴とするプローブカード。 The probe card according to claim 1,
A probe card characterized in that resin is used to fix the frame unit mounting plate to the frame.
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