JP2011196746A - Vertically-movable type probe card, testing method, and testing device - Google Patents

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信三 佐藤
Shigeru Katakura
茂 片倉
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雅之 池延
Kunitaka Nakamura
邦隆 仲村
Takeshi Oishi
剛 大石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To evade damage of a test pad caused by contact of a defective probe needle by a simple mechanism, with respect to a vertically-movable type probe card, testing method and testing device.SOLUTION: The vertically-movable type probe card includes a set of probe needle groups corresponding in number to pads provided on a measuring object, support blocks for supporting the set of probe needle groups, a support member for fitting the plurality of support blocks in such a way as to be movable vertically, and a substrate to which the support member is stuck. Each support block of the probe card is suitable for the support member through a vertical-moving mechanism having a spring member and an engaging member.

Description

本発明は上下可動式プローブカード、試験方法及び試験装置に関するものであり、例えば、夫々1組のプローブ針群を備えた複数の支持ブロックにより複数の被検査対象物を同時に試験測定する際の不具合のある支持ブロックの退避機構に関するものである。   The present invention relates to a vertically movable probe card, a test method, and a test apparatus, for example, a problem in simultaneously testing and measuring a plurality of objects to be inspected by a plurality of support blocks each having a set of probe needle groups. The present invention relates to a retracting mechanism for a support block having a gap.

半導体集積回路装置の製造工程においては、半導体ウェーハに多数の集積回路装置、即ち、半導体チップを形成したのち、ウェーハ状態で各半導体チップに対する第一次の電気的特性試験を行い、良品と不良品の選別を行っている。次いで、半導体ウェーハを半導体チップにダイシングして、選別試験、即ち、プロービング試験で良品と判定された半導体チップのみを取り出してパッケージ化している。   In the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, a large number of integrated circuit devices, that is, semiconductor chips are formed on a semiconductor wafer, and then a primary electrical characteristic test is performed on each semiconductor chip in the wafer state. Sorting out. Next, the semiconductor wafer is diced into semiconductor chips, and only the semiconductor chips determined as non-defective products in the sorting test, that is, the probing test, are taken out and packaged.

近年の半導体集積回路装置の集積度の向上に伴って、半導体ウェーハ状態でのプロービング試験に要する時間が増大する傾向にある。そこで、プロービング試験では、プローブカード上に搭載されている複数チップ用のプローブ針対を備えた支持ブロックを半導体ウェーハに形成した複数のチップに対して一括でコンタクトすることで試験を実施している(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   With the recent improvement in the degree of integration of semiconductor integrated circuit devices, the time required for the probing test in the semiconductor wafer state tends to increase. Therefore, in the probing test, a test is performed by collectively contacting a plurality of chips formed on a semiconductor wafer with a support block having a pair of probe needles for a plurality of chips mounted on a probe card. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

図8は、現在使用している一括コンタクト型プローブカードの構成説明図であり、図8(a)は概略的平面図であり、図8(b)は一部透視側面図である。ここでは、基盤に2個の支持ブロックを搭載したプローブカードとして説明するが、4個搭載型、8個搭載型、16個搭載型等の多数のタイプがあるが、基本的関係はみな同様である。   FIG. 8 is an explanatory diagram of the configuration of a collective contact type probe card that is currently used. FIG. 8A is a schematic plan view, and FIG. 8B is a partially transparent side view. Here, it will be described as a probe card with two support blocks mounted on the base, but there are many types such as four-mount type, eight-mount type, and sixteen-mount type, but the basic relationship is the same. is there.

図に示すように、プローブカード60は、2組のプローブ針群を構成するプローブ針63,64を植設した支持ブロック62が基盤61上に固定された構造になっている。半導体ウェーハとのコンタクトの際には、プローブ装置内に設けられたウェーハステージのアップ/ダウンにより、接触状態或いは非接触状態の選択がなされている。この際、各プローブ針は、概ね同等の圧力によって半導体チップとコンタクトされる。   As shown in the figure, the probe card 60 has a structure in which a support block 62 in which probe needles 63 and 64 constituting two sets of probe needle groups are implanted is fixed on a base 61. At the time of contact with the semiconductor wafer, a contact state or a non-contact state is selected by up / down of a wafer stage provided in the probe apparatus. At this time, each probe needle is brought into contact with the semiconductor chip with substantially the same pressure.

プローブ針は簡単な構造で基盤に固定されているため、ウェーハステージからの応力以外で可動することは不可能であり、プローブ針が半導体ウェーハとコンタクトする場合は、いかなる状態であっても全てのプローブ針に対して一律の応力で接触することになる。   Since the probe needle is fixed to the base with a simple structure, it cannot be moved except by stress from the wafer stage. When the probe needle contacts the semiconductor wafer, it is not The probe needle is brought into contact with a uniform stress.

このような一括試験では、プローブカード上に搭載された複数チップ分のプローブ針群の一つが正常な測定ができなくなるケースが発生した場合、不良プローブ針群がコンタクトしたチップは不良チップと判定されることになり、製造歩留まりの低下の原因となる。   In such a batch test, if one of the multiple probe needle groups mounted on the probe card cannot be measured normally, the chip contacted by the defective probe needle group is determined to be a defective chip. As a result, the manufacturing yield is reduced.

この時、不良になったプローブ針群をコンタクト対象物から外せば良いが、プローブ針とプローブカードは支持ブロックを介して固定されている構造であるので、不良プローブ針群のみをコンタクト対象から外すことができない。   At this time, it is sufficient to remove the defective probe needle group from the contact object. However, since the probe needle and the probe card are fixed via the support block, only the defective probe needle group is removed from the contact object. I can't.

そのため、電気的にはテスターの制御により試験対象から外していた。試験対象から外した半導体チップに対して、改めて良品プローブ針群をコンタクトされて再試験を行って良品チップ/不良品チップの判定を行っている。   Therefore, it was removed from the test object electrically by the control of the tester. A non-defective chip / non-defective chip is determined by contacting a non-defective probe needle group again with a semiconductor chip removed from the test target and performing a retest.

なお、支持ブロックをチップ毎の支持ブロックとし、複数のチップに対して一括してコンタクトすることも提案されている。この場合、支持ブロックの一つが半導体ウェーハの周辺部に必然的形成される未製品チップにコンタクトする場合がある。   It has also been proposed that the support block is a support block for each chip and contacts a plurality of chips at once. In this case, one of the support blocks may contact an unfinished chip that is necessarily formed on the periphery of the semiconductor wafer.

このような周辺部に形成される未製品チップは、通常の製品チップとは、パッド等の凹凸状況が異なっているので、コンタクトに際してプローブ針が損傷する恐れがある。そこで、各支持ブロック毎に、電磁コイルや真空吸引等の上下動機構を設けて製品チップにのみコンタクトすることが提案されている。   Such a non-product chip formed in the peripheral portion is different from a normal product chip in terms of unevenness of pads and the like, so that the probe needle may be damaged at the time of contact. Therefore, it has been proposed to provide a vertical movement mechanism such as an electromagnetic coil or vacuum suction for each support block to contact only the product chip.

特開2003−270268号公報JP 2003-270268 A 特開2004−156976号公報JP 2004-156976 A 特開2009−150746号公報JP 2009-150746 A

上述のように、テスターの電気的な制御により不良プローブ針群による測定結果を排除しても、当該半導体チップに対しては無駄なコンタクトを行うことになる。その結果、半導体チップ上に配置されているテストパッドに与えるダメージが大きくなり、プローブ針の接触回数に制限のある製品チップに対しては再試験が不可能になるという問題がある。   As described above, even if the measurement result by the defective probe needle group is excluded by electrical control of the tester, useless contact is made to the semiconductor chip. As a result, there is a problem that damage to the test pads arranged on the semiconductor chip is increased, and retesting is impossible for a product chip having a limited number of contact with the probe needle.

このような再試験の問題を回避するためには、不具合のあるプローブ針群があるプローブカードをプローブカード毎修理する必要があり、その間に測定を行うことができなくなるという問題がある。また、不良支持ブロックの影響で相関確認などの製品立ち上げ作業の遅延を引き起こし、効率的な立ち上げが行えなくなる問題が発生する。   In order to avoid such a retest problem, it is necessary to repair the probe card having the defective probe needle group for each probe card, and there is a problem that measurement cannot be performed during that time. In addition, the product support work such as correlation check is delayed due to the influence of the defective support block, resulting in a problem that efficient start-up cannot be performed.

一方、各支持ブロックに上下動機構を設けたプローブカードの場合には、支持ブロックの不良は問題にしておらず、未製品チップとの接触によるプローブ針の損傷を問題にしている。   On the other hand, in the case of a probe card in which a vertical movement mechanism is provided in each support block, the defect of the support block is not a problem, and the probe needle is damaged due to contact with an unfinished chip.

したがって、上下同機構は、チップの配置状況を常に監視する必要があるとともに、状況に応じて随時所定の支持ブロックを退避させたり、コンタクトさせたりする必要がある。そのため、上下動機構が複雑になるとともにその制御が複雑化するという問題がある。   Therefore, the upper and lower mechanisms need to constantly monitor the chip arrangement state, and it is necessary to retract or contact a predetermined support block as needed according to the situation. Therefore, there is a problem that the vertical movement mechanism becomes complicated and the control thereof becomes complicated.

したがって、本発明は、簡単な機構により不具合のあるプローブ針のコンタクトによるテストパッドの損傷を回避することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to avoid damaging the test pad due to a defective probe needle contact by a simple mechanism.

開示する一観点からは、測定対象物に設けたパッドに対応する数の1組のプローブ針群と、前記1組のプローブ針群を支持する支持ブロックと、複数の前記支持ブロックを上下動可能に装着する支持部材と、前記支持部材を固着する基盤とを有する上下可動式プローブカードであって、前記各支持ブロックは、前記支持部材に対してばね部材と係合部材を有する上下動機構を介して装着されている上下可動式プローブカードが提供される。   From one disclosed aspect, a set of probe needle groups corresponding to the pads provided on the measurement object, a support block for supporting the set of probe needle groups, and a plurality of the support blocks can be moved up and down. A vertically movable probe card having a support member attached to the support member and a base for fixing the support member, wherein each of the support blocks has a vertically moving mechanism having a spring member and an engaging member with respect to the support member. A vertically movable probe card is provided.

また、開示する別の観点からは、上述の上下可動式プローブカードを用いた試験方法であって、前記複数の支持ブロックの内の不具合のあるプローブ針群を有する支持ブロックに対して、前記上下動機構の係合部材の係合を解除して前記不具合のあるプローブ針群を有する支持ブロックのみを選択的に上方に退避させた状態で前記測定対象物の測定を行う試験方法が提供される。   From another viewpoint to be disclosed, a test method using the above-described up and down movable probe card, wherein the up and down movement of the plurality of support blocks with respect to a support block having a defective probe needle group is provided. There is provided a test method for measuring the measurement object in a state in which only the support block having the defective probe needle group is selectively retreated upward by disengaging the engaging member of the moving mechanism. .

さらに、開示する別の観点からは、上述の上下可動式プローブカードを搭載した試験装置が提供される。   Furthermore, from another viewpoint to disclose, a test apparatus equipped with the above-described vertically movable probe card is provided.

開示の上下可動式プローブカード、試験方法及び試験装置によれば、簡単な機構により不良支持ブロックのコンタクトによるテストパッドの損傷を回避することができる。   According to the disclosed vertically movable probe card, test method, and test apparatus, it is possible to avoid damage to the test pad due to the contact of the defective support block with a simple mechanism.

本発明の実施の形態の上下可動式プローブカードの構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the vertically movable probe card of embodiment of this invention. 本発明の実施例1の上下可動式プローブカードの概念的構造説明図である。It is a conceptual structure explanatory drawing of the vertically movable probe card of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の上下可動式プローブカードの測定時の状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state at the time of the measurement of the vertically movable probe card of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の上下可動式プローブカードを搭載した試験装置の説明図である。It is explanatory drawing of the test apparatus carrying the up-and-down movable probe card of Example 1 of this invention. 試験装置の試験中の説明図である。It is explanatory drawing during the test of a test apparatus. 本発明の実施例2の上下可動式プローブカードの概念的構造説明図である。It is a conceptual structure explanatory drawing of the vertically movable probe card of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の上下可動式プローブカードの測定時の状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state at the time of the measurement of the vertically movable probe card of Example 2 of this invention. 従来のプローブカードの概念的構造説明図である。It is a conceptual structure explanatory drawing of the conventional probe card.

ここで、図1を参照して、本発明の実施の形態の上下可動式プローブカードを説明する。図1は、本発明の実施の形態の上下可動式プローブカードの構成説明図であり、図1(a)は全てが正常な場合の概略的断面図である、図1(b)は一方の支持ブロックに支持されたプローブ針群が不良の場合の概略的構成図である。   Here, with reference to FIG. 1, the vertically movable probe card of embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a vertically movable probe card according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a schematic cross-sectional view when all are normal, and FIG. It is a schematic block diagram when the probe needle group supported by the support block is defective.

図に示すように複数のプローブ針3,3を植設した複数の支持ブロック2,2は上下動機構6を備えた支持部材4を介して、プリント回路基板からなる円盤状の基盤1に取り付けられている。なお、図ではプローブ針群は4×4の16ピンで構成されているが、ピン数は任意であり、また、支持ブロックの数は4個、8個、16個、24個、32個等であっても良い。 As shown in the figure, a plurality of support blocks 2 1 , 2 2 in which a plurality of probe needles 3 1 , 3 2 are implanted are formed in a disk shape made of a printed circuit board via a support member 4 provided with a vertical movement mechanism 6. Attached to the base 1. In the figure, the probe needle group is composed of 4 × 4 16 pins, but the number of pins is arbitrary, and the number of support blocks is 4, 8, 16, 24, 32, etc. It may be.

また、図においてはペリフェラル型電極を有する試験対象デバイスに対応するものであるが、エリアアレイ型電極を有する試験対象デバイスに対応するように、プローブ針の配置と支持ブロックの構造を変更しても良い。また、試験対象物は半導体集積回路装置に限られるものではなく、各種の電子デバイスに適用されるものである。   In the figure, it corresponds to the test target device having the peripheral electrode, but the arrangement of the probe needle and the structure of the support block may be changed so as to correspond to the test target device having the area array type electrode. good. The test object is not limited to a semiconductor integrated circuit device, but can be applied to various electronic devices.

支持部材4はその周辺部を利用して基盤1に取り付ける板部材5と、矩形の支持ブロック2,2の四隅に対応する位置に設けた8個の上下動機構6を備えている。上下動機構6は貫通孔9と係合部8を有する筒状部7と、ばね押さえ部11及び可撓性係合部材12を備え且つ一端が支持ブロック2,2に植設された支柱10とばね15とによりなる。可撓性係合部材12は、操作棹13と係合部14とからなる。 The support member 4 includes a plate member 5 attached to the base 1 using its peripheral portion, and eight vertical movement mechanisms 6 provided at positions corresponding to the four corners of the rectangular support blocks 2 1 and 2 2 . The vertical movement mechanism 6 includes a cylindrical portion 7 having a through hole 9 and an engagement portion 8, a spring pressing portion 11, and a flexible engagement member 12, and one end is implanted in the support blocks 2 1 and 2 2 . It consists of a support 10 and a spring 15. The flexible engagement member 12 includes an operation rod 13 and an engagement portion 14.

図1(b)の左図に示すように、支柱10を押し込んで係合部14と係合部8とを係合させると、ばね15の伸長力により、支持ブロック2,2は図において下方に押しだされ、各プローブ針3,3は試験対象デバイスに当接可能な状態となる。 As shown in the left diagram of FIG. 1B, when the support 10 is pushed in to engage the engaging portion 14 and the engaging portion 8, the support blocks 2 1 and 2 2 are shown in FIG. The probe needles 3 1 and 3 2 are brought into contact with the device under test.

一方、図1(b)の右図に示すように、支柱10をさらに押し込んで係合状態を一時的に解除するとともに操作棹13を支柱10側に倒した状態で上方に持ち上げると、係合部14は係合部8より上の位置になり係合状態が最終的に解除される。係合状態が解除されると、ばね15の伸長力により支持ブロック2,2は上に持ち上げられ板部材5に密着することになる。その結果、各プローブ針3,3は試験対象デバイスに当接不可能な状態となる。 On the other hand, as shown in the right figure of FIG. 1B, when the support column 10 is further pushed in to release the engagement state and the operating rod 13 is lifted upward while being tilted to the support column 10 side, The portion 14 is positioned above the engaging portion 8 and the engaged state is finally released. When the engaged state is released, the support blocks 2 1 and 2 2 are lifted up by the extension force of the spring 15 and are brought into close contact with the plate member 5. As a result, the probe needles 3 1 and 3 2 cannot contact the device under test.

したがって、一方の支持ブロック2,2に植設したプローブ針3,3の一方に不具合があった場合には、測定開始前に可撓性係合部材12により不具合のある支持ブロック2の係合状態を解除して測定を行えば良い。 Therefore, if there is a problem with one of the probe needles 3 1 , 3 2 implanted in one of the support blocks 2 1 , 2 2 , the flexible engagement member 12 causes the defective support block before the measurement is started. to release the 2 2 engagement state may be carried out the measurement.

この場合、係合状態を一度の機械的操作で解除するだけで、その他の制御機構は全く不要となるので、非常に簡単な機構によって、不具合のあるプローブ針3と試験対象デバイスのパッドとの接触を確実に回避することができる。また、試験対象デバイスのパッドに当接させるプローブ針3も最初の機械的操作で係合状態とするだけで確実な試験側を行うことが可能になる。 In this case, only to release the engaged state in a single mechanical operation, because the other becomes totally unnecessary control mechanism, by a very simple mechanism, and the probe needles 3 2 with a defect and the pad of the device under test Can be reliably avoided. Further, it becomes possible to perform reliable testing side probe 3 1 is brought into contact with pads of the device under test alone is engaged with the first mechanical manipulation.

したがって、本発明の実施の形態の上下可動式プローブカードは、測定開始前にプローブ針の良不良によって係合機構を操作して係合状態/解除状態に設定するだけで、試験対象デバイスのパッドとの不所望な接触を回避した状態で試験を行うことが可能となる。   Therefore, the vertically movable probe card according to the embodiment of the present invention can be configured by simply operating the engagement mechanism according to the quality of the probe needle before the start of measurement and setting the engagement / release state to the pad of the device under test. It is possible to perform a test in a state where undesired contact with is avoided.

その結果、不良支持ブロックが存在しても、試験対象デバイスにダメージを与えることなく試験測定を行うことが可能になり、不良支持ブロックの影響で相関確認などの製品立ち上げ作業の遅延を引き起こすことがなく、効率的な立ち上げが可能になる。   As a result, even if there is a defective support block, it is possible to perform test measurement without damaging the device under test, and the delay of product startup work such as correlation confirmation due to the influence of the defective support block This makes it possible to start up efficiently.

なお、上述の特許文献3に記載された機構でも不良プローブ針を備えた支持ブロックの退避は可能であるが、測定中、常時、電磁コイル或いは空気圧等を管理する必要があり、断線や空気漏れがあった場合には所期の作用が得られなくなる。   Although the mechanism described in Patent Document 3 described above can retract the support block having the defective probe needle, it is necessary to always manage the electromagnetic coil or the air pressure during the measurement, and disconnection or air leakage may occur. If this happens, the desired effect cannot be obtained.

次に、図2乃至図5を参照して、本発明の実施例1の上下可動式プローブカードを説明する。図2は、本発明の実施例1の上下可動式プローブカードの概略部材構成説明図であり、図2(a)は概略的平面図であり、図2(b)は一部透視側面図である。   Next, with reference to FIG. 2 thru | or FIG. 5, the vertically movable probe card of Example 1 of this invention is demonstrated. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of members of the vertically movable probe card according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a schematic plan view, and FIG. 2 (b) is a partially transparent side view. is there.

図に示すようにカンチレバータイプの複数のプローブ針23,23を植設した複数の支持ブロック22,22は上下動機構26を備えた支持部材24を介して、プリント回路基板からなる円盤状の基盤21に取り付けられている。なお、図では横方向のプローブ針群は2本ずつ重なっているが、実際には所定ピッチ分だけずれている。 As shown in the drawing, a plurality of support blocks 22 1 , 22 2 in which a plurality of cantilever type probe needles 23 1 , 23 2 are implanted are formed of a printed circuit board via a support member 24 provided with a vertical movement mechanism 26. It is attached to a disk-shaped base 21. In the figure, although the two probe needle groups in the horizontal direction overlap each other, they are actually shifted by a predetermined pitch.

支持部材24はその周辺部を利用して基盤21に取り付ける板部材25と、矩形の支持ブロック22,22の四隅に対応する位置に設けた8個の上下動機構26を備えている。上下動機構26は貫通孔29と係合部28を有する筒状部27と、ばね押さえ部材31及び可撓性係合部材32を備え且つ一端が支持ブロック22,22に植設された支柱30とばね35とによりなる。可撓性係合部材32は、操作棹33と係合部34とからなる。 The support member 24 includes a plate member 25 attached to the base 21 using its peripheral portion, and eight vertical movement mechanisms 26 provided at positions corresponding to the four corners of the rectangular support blocks 22 1 and 22 2 . The vertical movement mechanism 26 includes a cylindrical portion 27 having a through hole 29 and an engagement portion 28, a spring pressing member 31 and a flexible engagement member 32, and one end thereof is implanted in the support blocks 22 1 and 22 2 . It consists of a support 30 and a spring 35. The flexible engagement member 32 includes an operation rod 33 and an engagement portion 34.

図3(a)はプローブ針の状態が正常な場合の一部透視側面図であり、支柱30を押し込んで係合部34と係合部28とを係合させて、ばね35の伸長力により、支持ブロック22,22を図において下方に押しだす。その結果、支持ブロック22,22の底面は板部材25から1.0mm程度浮き上がって、プローブ針23,23は試験対象デバイスに当接可能な状態となる。 FIG. 3A is a partially transparent side view when the state of the probe needle is normal. By pushing the support column 30 to engage the engaging portion 34 and the engaging portion 28, the extension force of the spring 35 is used. The support blocks 22 1 and 22 2 are pushed downward in the drawing. As a result, the bottom surfaces of the support blocks 22 1 and 22 2 are lifted by about 1.0 mm from the plate member 25, and the probe needles 23 1 and 23 2 are brought into contact with the device under test.

一方、図3(b)に示すように、右側のプローブ針23に不具合がある場合には、4つの支柱30をさらに押し込んで係合状態を一時的に解除するとともに操作棹33を支柱30側に倒した状態で上方に持ち上げて、係合状態を最終的に解除する。係合状態が解除されると、ばね35の伸長力により支持ブロック22,22は上に持ち上げられ板部材25に密着することになる。その結果、各プローブ針23,23は試験対象デバイスに当接不可能な状態となる。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), in the presence of a defect in the 2 right probe needles 23, column 30 the operating rod 33 thereby temporarily release the engagement state, further pushing the four struts 30 In the state where it is tilted to the side, it is lifted upward to finally release the engaged state. When the engaged state is released, the support blocks 22 1 and 22 2 are lifted up by the extension force of the spring 35 and are brought into close contact with the plate member 25. As a result, the probe needles 23 1 and 23 2 cannot be brought into contact with the device under test.

図4は、本発明の実施例1の上下可動式プローブカードを搭載した試験装置の説明図であり、図4(a)は、斜視図であり、図4(b)は、プローブカードの取り付け状態を示す斜視図である。図に示すように、試験装置、即ち、プローバ40は、プローバ本体部41と、プローバ本体部41に対して開閉自在に取り付けられたテストヘッド42とからなる。   FIG. 4 is an explanatory view of a test apparatus equipped with the vertically movable probe card according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 (a) is a perspective view, and FIG. 4 (b) is an attachment of the probe card. It is a perspective view which shows a state. As shown in the drawing, the test apparatus, that is, the prober 40 includes a prober main body 41 and a test head 42 attached to the prober main body 41 so as to be freely opened and closed.

テストヘッド42にはパフォーマンスボード44が装着され、テストヘッド42に設けられたコンタクトピン(43)がパフォーマンスボード44に当接する。一方、プローバ本体部41にはフロックリング46が設けられ、このフロックリング46に本発明の実施例1の上下可動式プローブカード20が装着され、フロックリング46に設けたコンタクトピン(47)が上下可動式プローブカード20に当接する。   A performance board 44 is attached to the test head 42, and contact pins (43) provided on the test head 42 abut against the performance board 44. On the other hand, the prober main body 41 is provided with a flock ring 46, and the vertically movable probe card 20 according to the first embodiment of the present invention is mounted on the flock ring 46, and the contact pin (47) provided on the flock ring 46 is vertically moved. It contacts the movable probe card 20.

プローバ本体部41内にはx−y方向に移動可能なワークユニット48が収容されており、このワークユニット48の上部には、z方向に移動可能なステージを備えたワークサブユニット49が設けられている。このステージ上に試験対象物である半導体ウェーハ50を載置し、試験時にはステージをz方向に上昇させて半導体ウェーハ50に設けたパッドと上下可動式プローブカード20に設けたプローブ針(23,23)とを当接させる。 A work unit 48 that can move in the xy direction is accommodated in the prober body 41, and a work subunit 49 having a stage that can move in the z direction is provided on the work unit 48. ing. A semiconductor wafer 50, which is a test object, is placed on the stage. During the test, the stage is raised in the z-direction, and a pad provided on the semiconductor wafer 50 and a probe needle (23 1 , 23 provided on the vertically movable probe card 20). 23 2 ).

図5は、試験装置の試験中の説明図であり、図5(a)は試験中の斜視図であり、また、図5(b)は試験中の各部材の接続状態の説明図である。図5(a)に示すように、試験を行う際には、テストヘッド42を閉じてパフォーマンスボード44をフロックリング46に当接させる。   FIG. 5 is an explanatory diagram during the test of the test apparatus, FIG. 5 (a) is a perspective view during the test, and FIG. 5 (b) is an explanatory diagram of a connection state of each member during the test. . As shown in FIG. 5A, when performing a test, the test head 42 is closed and the performance board 44 is brought into contact with the flock ring 46.

図5(b)に示すように、試験中は、テストヘッド42に設けられたコンタクトピン43がパフォーマンスボード44に当接し、パフォーマンスボード44に設けたコンタクトピン45がフロックリング46に当接する。また、フロックリング46に設けたコンタクトピン47が上下可動式プローブカード20に当接し、上下可動式プローブカード20に設けたプローブ針23,23が半導体ウェーハ50に設けたパッドと当接する。テスターからの電気信号は上述の接続関係を介して半導体ウェーハ50に入力されて測定が行われる。 As shown in FIG. 5B, during the test, the contact pin 43 provided on the test head 42 contacts the performance board 44, and the contact pin 45 provided on the performance board 44 contacts the flock ring 46. Further, contact pins 47 provided on the flock ring 46 abut on the vertically movable probe card 20, and probe needles 23 1 and 23 2 provided on the vertically movable probe card 20 abut on pads provided on the semiconductor wafer 50. An electrical signal from the tester is input to the semiconductor wafer 50 through the above-described connection relation and measurement is performed.

この時、上下可動式プローブカード20をプローバ本体部41に装着する前に、上下可動プローバ20に設けたプローブ針23,23の状態を把握し、不具合のあるプローブ針が植設された支持ブロックの機械的な係合機構を解除して退避状態としておく。 At this time, before attaching the vertically movable probe card 20 to the prober main body 41, the state of the probe needles 23 1 and 23 2 provided on the vertically movable prober 20 was grasped, and the defective probe needle was implanted. The mechanical engagement mechanism of the support block is released to leave the support block.

このように、本発明の実施例1においては、不具合のあるプローブ針が植設された支持ブロックは機械的な係合機構を解除して退避状態とし、正常なプローブ針が植設された支持ブロックは機械的な係合機構により常に係合状態を保ったままの状態にしている。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the support block in which the defective probe needle is implanted is released from the mechanical engagement mechanism, and is supported in which the normal probe needle is implanted. The block is always kept in an engaged state by a mechanical engagement mechanism.

したがって、いずれの状態に設定しても、プローバ本体部41に装着する前に機械的な係合機構を一度操作するだけであるので、退避動作が非常に簡素化される。その結果、退避状態或いは当接状態を保つために、外部から電力を供給して電磁コイルを選択的に作動させる必要もないし、或いは、真空ポンプや油圧機構を動作させて吸引状態或いは押圧状態を選択的に制御する必要もない。   Therefore, in any state, the retracting operation is greatly simplified since the mechanical engagement mechanism is only operated once before being mounted on the prober main body 41. As a result, in order to maintain the retracted state or the contact state, it is not necessary to selectively operate the electromagnetic coil by supplying electric power from the outside, or the suction state or the pressed state is activated by operating a vacuum pump or a hydraulic mechanism. There is no need for selective control.

次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施例2の上下可動式プローブカードを説明する。図6は、本発明の実施例2の上下可動式プローブカードの構成説明図であり、図6(a)は概略的平面図であり、図6(b)は一部透視側面図である。   Next, with reference to FIG.6 and FIG.7, the vertically movable probe card of Example 2 of this invention is demonstrated. FIGS. 6A and 6B are configuration explanatory views of the vertically movable probe card according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6A is a schematic plan view, and FIG. 6B is a partially transparent side view.

図に示すように垂直プロービング型の複数のプローブ針38,38を植設した複数の支持ブロック37,37は上下動機構26を備えた支持部材24を介して、プリント回路基板からなる円盤状の基盤21に取り付けられている。また、各プローブ針38,38は、ワイヤー39,39を介して基盤21に設けられた電極と接続されている。このワイヤー39,39は、どのようなものでも良いが、隣接するワイヤー間のクロストークを防止するために同軸構造のワイヤーが望ましい。 A plurality of support blocks 37 1, 37 2 a vertical plurality of probes 38 1 probing type, 38 2 planted as shown in FIG via a support member 24 having a vertical movement mechanism 26, a printed circuit board It is attached to the disk-shaped base 21 which becomes. The probe needles 38 1 and 38 2 are connected to electrodes provided on the base 21 via wires 39 1 and 39 2 . The wires 39 1 and 39 2 may be any type, but are preferably coaxial wires in order to prevent crosstalk between adjacent wires.

支持部材24はその周辺部を利用して基盤21に取り付ける板部材25と、矩形の支持ブロック22,22の四隅に対応する位置に設けた8個の上下動機構26を備えている。上下動機構26は上記の実施例1と同様であり、貫通孔29と係合部28を有する筒状部27と、ばね押さえ部31及び可撓性係合部材32を備え且つ一端が支持ブロック37,37に植設された支柱30とばね35とによりなる。また、可撓性係合部材32は、操作棹33と係合部34とからなる。 The support member 24 includes a plate member 25 attached to the base 21 using its peripheral portion, and eight vertical movement mechanisms 26 provided at positions corresponding to the four corners of the rectangular support blocks 22 1 and 22 2 . The vertical movement mechanism 26 is the same as that of the first embodiment, and includes a cylindrical portion 27 having a through hole 29 and an engaging portion 28, a spring pressing portion 31 and a flexible engaging member 32, and one end thereof is a support block. It consists of the support | pillar 30 and the spring 35 which were planted by 37 1 and 37 2 . The flexible engagement member 32 includes an operation rod 33 and an engagement portion 34.

図7(a)はプローブ針の状態が正常な場合の一部透視側面図であり、支柱30を押し込んで係合部34と係合部28とを係合させばね35の伸長力により、支持ブロック37,37を図において下方に押しだす。その結果、支持ブロック37,37の底面は板部材25から1.0mm程度浮き上がって、プローブ針38,38は試験対象デバイスに当接可能な状態となる。 FIG. 7A is a partially see-through side view when the state of the probe needle is normal. The support 30 is supported by the extension force of the spring 35 by pushing the support column 30 to engage the engaging portion 34 and the engaging portion 28. the block 37 1, 37 2 pushes downward in FIG. As a result, the bottom surface of the support block 37 1, 37 2 is lifted 1.0mm order of the plate member 25, the probe needle 38 1, 38 2 becomes capable of abutting state device under test.

一方、図7(b)に示すように、右側のプローブ針38に不具合がある場合には、4つの支柱30をさらに押し込んで係合状態を一時的に解除するとともに操作棹33を支柱30側に倒した状態で上方に持ち上げて、係合状態を最終的に解除する。係合状態が解除されると、ばね35の伸長力により支持ブロック37,37は上に持ち上げられ板部材25に密着することになる。その結果、各プローブ針38,38は試験対象デバイスに当接不可能な状態となる。 On the other hand, as shown in FIG. 7 (b), in the presence of a defect in the right side of the probe needles 38 2, column 30 of the operating rod 33 thereby temporarily release the engagement state, further pushing the four struts 30 In the state where it is tilted to the side, it is lifted upward to finally release the engaged state. When the engaged state is released, the support blocks 37 1 and 37 2 are lifted up and brought into close contact with the plate member 25 by the extension force of the spring 35. As a result, the probe needles 38 1 and 38 2 cannot be brought into contact with the device under test.

この本発明の実施例2においては、プローブ針として垂直プロービング型のプローブ針を用いているので、より集積度の高い多ピンタイプのプローブカードに好適である。また、図においては、ペリフェラル電極タイプのチップに対する植設構造であるが、BGA(ボールグリッドアレイ)のようなエリアアレイ電極タイプのチップに対するプローブカードにも好適である。   In the second embodiment of the present invention, since a vertical probing type probe needle is used as the probe needle, it is suitable for a multi-pin type probe card having a higher degree of integration. In the figure, the structure is an implanted structure for a peripheral electrode type chip, but it is also suitable for a probe card for an area array electrode type chip such as a BGA (ball grid array).

また、この本発明の実施例の上下可動式プローブカード36を搭載したプローバの構成は、図4及び図5に示した上記の実施例1の上下可動式プローブカード20を搭載したプローバと全く同様である。   The configuration of the prober equipped with the vertically movable probe card 36 according to the embodiment of the present invention is exactly the same as the prober equipped with the vertically movable probe card 20 according to the first embodiment shown in FIGS. It is.

1,21,61 基盤
2,22,37,62 支持ブロック
3,23,38,63,64 プローブ針
4,24 支持部材
5,25 板部材
6,26 上下動機構
7,27 筒状部
8,28 係合部
9,29 貫通孔
10,30 支柱
11,31 ばね押さえ部
12,32 可撓性係合部材
13,33 操作棹
14,34 係合部
15,35 ばね
20,36 上下可動式プローブカード
39 ワイヤー
40 プローバ
41 プローバ本体部
42 テストヘッド
43 コンタクトピン
44 パフォーマンスボード
45 コンタクトピン
46 フロックリング
47 コンタクトピン
48 ワークユニット
49 ワークサブユニット
50 半導体ウェーハ
60 プローブカード
1, 21, 61 Base 2, 22, 37, 62 Support block 3, 23, 38, 63, 64 Probe needle 4, 24 Support member 5, 25 Plate member 6, 26 Vertical movement mechanism 7, 27 Cylindrical portion 8, 28 Engaging portions 9 and 29 Through holes 10 and 30 Posts 11 and 31 Spring pressing portions 12 and 32 Flexible engaging members 13 and 33 Operating rods 14 and 34 Engaging portions 15 and 35 Spring 20 and 36 Vertically movable probe Card 39 Wire 40 Prober 41 Prober body 42 Test head 43 Contact pin 44 Performance board 45 Contact pin 46 Flock ring 47 Contact pin 48 Work unit 49 Work subunit 50 Semiconductor wafer 60 Probe card

Claims (5)

測定対象物に設けたパッドに対応する数の1組のプローブ針群と、
前記1組のプローブ針群を支持する支持ブロックと、
複数の前記支持ブロックを上下動可能に装着する支持部材と、
前記支持部材を固着する基盤と
を有する上下可動式プローブカードであって、
前記各支持ブロックは、前記支持部材に対してばね部材と係合部材を有する上下動機構を介して装着されている上下可動式プローブカード。
A set of probe needles corresponding to the number of pads provided on the measurement object;
A support block for supporting the set of probe needle groups;
A support member for mounting the plurality of support blocks so as to be vertically movable;
A vertically movable probe card having a base to which the support member is fixed;
Each of the support blocks is a vertically movable probe card that is mounted on the support member via a vertical movement mechanism having a spring member and an engagement member.
前記プローブ針群を構成する各プローブ針が、カンチレバー型のプローブ針からなる請求項1に記載の上下可動式プローブカード。   2. The vertically movable probe card according to claim 1, wherein each probe needle constituting the probe needle group is a cantilever type probe needle. 前記プローブ針群を構成する各プローブ針が、垂直プロービング型のプローブ針からなる請求項1に記載の上下可動式プローブカード。   2. The vertically movable probe card according to claim 1, wherein each probe needle constituting the probe needle group comprises a vertical probing type probe needle. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の上下可動式プローブカードを用いた試験方法であって、前記複数の支持ブロックの内の不具合のあるプローブ針群を有する支持ブロックに対して、前記上下動機構の係合部材の係合を解除して前記不具合のあるプローブ針群を有する支持ブロックのみを選択的に上方に退避させた状態で前記測定対象物の測定を行う試験方法。   It is a test method using the up-and-down movable probe card of any one of Claims 1 thru | or 3, Comprising: With respect to the support block which has a probe needle group with a defect in these support blocks A test method for measuring the measurement object in a state where the engagement member of the vertical movement mechanism is disengaged and only the support block having the defective probe needle group is selectively retracted upward. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の上下可動式プローブカードを搭載した試験装置。   A test apparatus equipped with the vertically movable probe card according to any one of claims 1 to 3.
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WO2014103022A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 パイオニア株式会社 Light quantity measuring apparatus
CN112820650A (en) * 2020-12-31 2021-05-18 成都优博创通信技术有限公司 Diode pin device

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