JP2015010980A - Probe device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプローブ装置に関し、特に、コンタクトプローブを備えたプローブ装置に関するものである。 The present invention relates to a probe device, and more particularly to a probe device provided with a contact probe.
半導体装置の製造工程には、半導体装置の電気的特性を評価する工程がある。この工程では、外部の計測装置等と半導体装置とを電気的に接続するために、プローブ基板を備えたプローブ装置が使用される。プローブ基板に設けられたコンタクトプローブを、半導体装置における所定の電極パッドに接触させることによって、半導体装置とプローブ装置との電気的な接続が図られる。 The manufacturing process of a semiconductor device includes a process of evaluating electrical characteristics of the semiconductor device. In this step, a probe device provided with a probe substrate is used to electrically connect an external measuring device or the like to the semiconductor device. By bringing a contact probe provided on the probe substrate into contact with a predetermined electrode pad in the semiconductor device, electrical connection between the semiconductor device and the probe device is achieved.
半導体装置として、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等が形成されたパワー半導体装置では、一般的に、サイズの比較的大きい電極パッドが形成されており、その電極パッドに複数のコンタクトプローブを接触させて、数百アンペア程度の大きな電流が流されることになる。 As a semiconductor device, for example, in a power semiconductor device in which an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or the like is formed, an electrode pad having a relatively large size is generally formed, and a plurality of contact probes are brought into contact with the electrode pad. As a result, a large current of about several hundred amperes is passed.
しかしながら、半導体装置のすべての電極パッドに対して、大きな電流を流すわけではない。たとえば、ゲート電極に電気的に接続されている電極パッドでは、接触させるコンタクトプローブの本数も少なく、電極パッドとしては、サイズの比較的小さい電極パッドでも構わない。このため、一つのパワー半導体装置では、サイズの異なる電極パッドが混在することになる。また、接触するコンタクトプローブの本数も、電極パッドによって異なることになる。 However, a large current is not supplied to all electrode pads of the semiconductor device. For example, an electrode pad that is electrically connected to the gate electrode has a small number of contact probes to be contacted, and the electrode pad may be a relatively small electrode pad. For this reason, electrode pads of different sizes are mixed in one power semiconductor device. Further, the number of contact probes that come into contact also varies depending on the electrode pad.
複数のコンタクトプローブが設置された従来のプローブ装置では、同一仕様のコンタクトプローブが、同一仕様をもって設置されている。このため、コンタクトプローブが電極パッドに接触した際に電極パッドに形成されるプローブ痕の範囲(面積)は常に同じであった。大電流が印加される電極パッドに形成されるプローブ痕の面積に合わせて電極パッドのサイズを設計すると、サイズの比較的小さい電極パッドに十分に対応することができず、サイズの小さい電極パッドの設計が制約を受けることになる。 In a conventional probe device in which a plurality of contact probes are installed, contact probes with the same specifications are installed with the same specifications. For this reason, the range (area) of probe marks formed on the electrode pad when the contact probe contacts the electrode pad is always the same. If the size of the electrode pad is designed in accordance with the area of the probe mark formed on the electrode pad to which a large current is applied, the electrode pad of a relatively small size cannot be sufficiently accommodated, The design will be constrained.
なお、サイズとして半導体装置のサイズが異なる半導体装置の電気的特性を評価する際に使用されるプローブ装置を開示した文献として、特許文献1がある。
As a document disclosing a probe device used when evaluating electrical characteristics of semiconductor devices having different sizes of semiconductor devices, there is
従来のプローブ装置では、電極パッドに形成されるプローブ痕の面積がほぼ同じになるように設計されているため、サイズの異なる電極パッドのそれぞれに対し、それぞれのサイズに対応したプローブ痕が形成されるようにコンタクトプローブを適切に接触させることが困難であった。 In the conventional probe device, the area of the probe mark formed on the electrode pad is designed to be approximately the same, so that a probe mark corresponding to each size is formed for each of the electrode pads of different sizes. Thus, it has been difficult to properly contact the contact probe.
また、特許文献1に開示されているプローブ装置においても、サイズの異なる半導体装置の電気的特性を評価することができるとされているものの、サイズの異なる電極パッドのそれぞれに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることが困難であった。
Also, in the probe device disclosed in
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体装置の電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドに良好に接触させることが可能なプローブ装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a probe device that can satisfactorily contact an electrode pad of an optimal size corresponding to the electrical characteristics of a semiconductor device. That is.
本発明に係るプローブ装置は、プローブ基板と複数のコンタクトプローブとを備えている。プローブ基板は、被測定物と間隔を隔てて対向するように配置されることになる。複数のコンタクトプローブは、プローブ基板に配置され、被測定物が位置することになる方向に向かって延在し、被測定物に接触する接触部をそれぞれ有する。複数のコンタクトプローブのうち、一のコンタクトプローブの接触部の接触面積と、他のコンタクトプローブの接触部の接触面積とが異なる。一のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離と、他のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離とが異なる。 The probe device according to the present invention includes a probe substrate and a plurality of contact probes. The probe substrate is arranged so as to face the object to be measured with a space therebetween. The plurality of contact probes are arranged on the probe substrate, extend in a direction in which the object to be measured is located, and have contact portions that contact the object to be measured. Among the plurality of contact probes, the contact area of the contact portion of one contact probe is different from the contact area of the contact portion of another contact probe. The distance between the contact portion of one contact probe and the probe substrate is different from the distance between the contact portion of another contact probe and the probe substrate.
本発明に係るプローブ装置によれば、一のコンタクトプローブの接触部の接触面積と、他のコンタクトプローブの接触部の接触面積とが異なり、一のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離と、他のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離とが異なる。これにより、コンタクトプローブによって被測定部に形成されるプローブ痕の範囲を規制することができ、被測定物の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。 According to the probe device of the present invention, the contact area of the contact portion of one contact probe is different from the contact area of the contact portion of another contact probe, and the distance between the contact portion of one contact probe and the probe substrate The distance between the contact portion of the other contact probe and the probe substrate is different. Thereby, it is possible to regulate the range of the probe mark formed on the measured part by the contact probe, and as the electrode pad of the object to be measured, the electrode pad of the optimum size corresponding to the electrical characteristics is arranged, The contact probe can be brought into good contact with the electrode pad.
はじめに、各実施の形態に係るプローブ装置が適用される半導体検査装置の概要について説明する。 First, an outline of a semiconductor inspection apparatus to which the probe apparatus according to each embodiment is applied will be described.
半導体試験装置は、被測定物である半導体装置を所定のステージに載置した状態で、半導体装置の電気的特性を評価する装置である。図1に示すように、半導体試験装置1は、半導体装置5が載置されるチャックステージ4と、半導体装置5との電気的な接続をするためのプローブ装置2と、プローブ装置2を移動させるための移動アーム部3とを備えている。
A semiconductor test apparatus is an apparatus that evaluates the electrical characteristics of a semiconductor device in a state where a semiconductor device as a device under test is placed on a predetermined stage. As shown in FIG. 1, the
半導体装置5として、具体的には、半導体ウェハや半導体チップそのもの等が、チャックステージ4に保持された状態で、半導体装置5の電気的特性が測定されることになる。半導体装置5は、たとえば、真空吸着や静電吸着等によってチャックステージ4に保持されることになるが、このような手法に限られるものではない。
Specifically, as the
電気的特性を測定する際に、半導体装置5と半導体試験装置1とは、プローブ装置2を介して電気的に接続される。プローブ装置2のコンタクトプローブが半導体装置に形成された所定の電極パッドに接触することになる。プローブ装置2には移動アーム部3が取り付けられている。移動アーム部3によって、プローブ装置2が3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向に対して移動可能とされる。なお、移動アーム部3によってプローブ装置2を移動させる手法の他に、チャックステージ4を移動させることによって、所望の半導体装置とプローブ装置の位置決めを行うようにしてもよい。以下、半導体試験装置1のプローブ装置2について、具体的に説明する。
When measuring the electrical characteristics, the
実施の形態1
実施の形態1に係るプローブ装置について説明する。
The probe device according to
図2に示すように、プローブ装置2は、プローブ基板7とカンチレバー式の複数のコンタクトプローブ8a、8bとから構成される。複数のコンタクトプローブ8a、8bのそれぞれは、半導体装置(所定の電極パッド)が位置することになる方向に向かって延在するように、プローブ基板7に取り付けられている。コンタクトプローブ8aとプローブ基板7とのなす角度θ1と、コンタクトプローブ8bとプローブ基板7とのなす角度θ1とは同じ角度に設定されている。
As shown in FIG. 2, the
コンタクトプローブ8a、8bの先端部12には、半導体装置の電極パッド(図示せず)に機械的に、かつ、電気的に接触することになる接触部11a、11bが形成されている。先端部12は、その接触部11a、11bの面積に応じて針状の絞り加工が施されている。このプローブ装置2では、コンタクトプローブとして、相対的に接触面積の大きい接触部11aを有するコンタクトプローブ8aと、相対的に接触面積の小さい接触部11bを有するコンタクトプローブ8bとが少なくとも取り付けられている。
Contact
接触部11aのZ方向の位置(高さ)と、接触部11bのZ方向の位置(高さ)とは異なっている。すなわち、接触部11bとプローブ基板7(絶縁性基体9)との距離DSが、接触部11aとプローブ基板7(絶縁性基体9)との距離DLよりも短くなるように、コンタクトプローブ8a、8bがプローブ基板7に取り付けられている。
The position (height) in the Z direction of the
コンタクトプローブ8a、8bの先端部12とは反対側の端部には、プローブ基板7の絶縁性基体9に取り付けられる設置部14が設けられている。設置部14は、プローブ基板7の基台をなす絶縁性基体9に機械的に固定される。また、その端部には、接触部11と電気的に接続されて外部への出力端となる接続部15が設けられている。接続部15は、絶縁性基体9に設けられた信号線6に、たとえば、電線を介して電気的に接続されるか、または、直接的に半田等によって電気的に接続される。
An
先端部12と設置部14との間には、撓むことで電極パッドとの接続を確実にする撓み部13が設けられている。つまり、カンチレバー式のコンタクトプローブ8a、8bでは、プローブ基板7と半導体装置(電極パッド)とを相対的に接近させて両者の距離(間隔)を縮めることにより接触部11が電極パッドに接触した際に、棒状に延在するコンタクトプローブ8a、8bの撓み部13が撓むことになる。
Between the
コンタクトプローブ8a、8bは、導電性を有する、たとえば、タングステン、ベリリウム銅等の金属材料によって形成されるが、これらの材料に限られるものではない。特に、先端部12および接触部11は、導電性を高めて耐久性を向上させる等の観点から、たとえば、金、パラジウム、タンタル、プラチナ等が被覆されていてもよい。また、上述したプローブ装置2のコンタクトプローブ8a、8bでは、先端部12のみに傾斜をつけた構造とされているが、コンタクトプローブとしては、多段式のクランク状のコンタクトプローブを適用してもよい。
The contact probes 8a and 8b are made of a conductive metal material such as tungsten or beryllium copper, but are not limited to these materials. In particular, the
なお、図2では、簡略化のために、特徴とされる、接触面積の異なる接触部11を有する2本のコンタクトプローブ8a、8bのみが示されているが、3本以上のコンタクトプローブを備えていてもよい。
In FIG. 2, for the sake of simplicity, only two
次に、上述したプローブ装置2によって半導体装置の電気的特性を評価する手順について、説明する。
Next, a procedure for evaluating the electrical characteristics of the semiconductor device using the
まず、半導体試験装置1のチャックステージ4に、半導体装置5が載置されて保持される(図1参照)。次に、図3に示すように、プローブ基板7とチャックステージ4(半導体装置5)との距離D(間隔)を徐々に縮めることによって、最初に、コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触する。さらに、図4に示すように、その距離D(間隔)を縮めることによって、コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触する。
First, the
コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触してから、コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触するまでの間に、コンタクトプローブ8aの接触部11aは電極パッド10aの表面をスライドし、電極パッド10aの表面にはプローブ痕が形成されることになる。
The
コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触してから、距離Dをさらに所定の距離まで縮めることによって、コンタクトプローブ8bの接触部11bは電極パッド10bの表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ8aの接触部11aも電極パッド10aの表面をさらにスライドする。これにより、図5に示すように、電極パッド10aの表面には、コンタクトプローブ8aがスライドすることによってプローブ痕21aが形成される。また、電極パッド10bの表面にはコンタクトプローブ8bがスライドすることによってプローブ痕21bが形成される。
After the
次に、コンタクトプローブ8a、8bを電極パッド10a、10bに接触させた状態で、半導体装置の所定の電気的特性が評価される。電気的特性の評価が終了した後、プローブ基板7と半導体装置5との距離D(間隔)が当初の距離になるまで、プローブ基板7と半導体装置5とが離されて、一連の電気的特性の評価が完了する。電気的特性の評価が完了した半導体装置5は、チャックステージ4から取外されて、次の工程へ送られることになる。
Next, predetermined electrical characteristics of the semiconductor device are evaluated in a state where the contact probes 8a and 8b are in contact with the
上述したプローブ装置2では、相対的に接触面積の大きい接触部11aを有するコンタクトプローブ8aと、相対的に接触面積の小さい接触部11bを有するコンタクトプローブ8bとが取り付けられ、接触部11bの位置(Z方向)が、接触部11aの位置(Z方向)よりも高い位置に配置されている。
In the
これにより、プローブ基板7と半導体装置5とを所定の間隔(距離)にまで縮める際に、接触面積の小さい接触部11b(コンタクトプローブ8b)が電極パッド10bの表面をスライドする長さは、接触面積の大きい接触部11a(コンタクトプローブ8a)が電極パッド10aの表面をスライドする長さよりも短くなる。
As a result, when the
その結果、図5に示すように、プローブ痕21aとプローブ痕21bでは、接触部11bの中心が移動する長さLBは、接触部11aの中心が移動する長さLAよりも短くなるとともに、プローブ痕21bの長さPLAは、プローブ痕21aの長さPLBよりも短くなって、サイズの比較的小さい電極パッドに対して接触部11bを良好に接触させることができる。
As a result, as shown in FIG. 5, in the
こうして、上述したプローブ装置2では、コンタクトプローブ8a、8bの接触部11a、11bとして、接触面積の大きい接触部11aと、接触面積の小さい接触部11bとを設け、その接触部11bを、接触部11aよりもプローブ基板7の側に接近させて配置することで、半導体装置の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブ8a、8bを良好に接触させることができる。電極パッドのサイズを最適化することができることで、半導体装置の縮小化を図ることができ、半導体装置の小型化と低コスト化に寄与することができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させて電気的特性を評価することができる。
Thus, in the
実施の形態2
前述したプローブ装置のコンタクトプローブとして、カンチレバー式のコンタクトプローブを例に挙げて説明した。ここでは、スプリング式のコンタクトプローブを備えたプローブ装置について説明する。
As a contact probe of the probe device described above, a cantilever contact probe has been described as an example. Here, a probe device provided with a spring-type contact probe will be described.
図6に示すように、プローブ装置2では、接触面積の小さいコンタクトプローブとして、スプリング式のコンタクトプローブ8cがプローブ基板7に取り付けられている。コンタクトプローブ8cの先端部12には、接触部11cが設けられ、先端部12と反対側の端部には、プローブ基板7の絶縁性基体9に取り付けられる設置部14が設けられている。先端部12と設置部14との間には、押し込み部16が設けられている。設置部14内にスプリング(図示せず)が配置されている。
As shown in FIG. 6, in the
接触部11cとプローブ基板7(絶縁性基体9)との距離DSは、接触部11aとプローブ基板7(絶縁性基体9)との距離DLよりも短く、接触部11cが、接触部11aよりもプローブ基板7の側に接近するように、コンタクトプローブ8c、8bがプローブ基板7に取り付けられている。なお、これ以外の構成については、図2に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
The distance DS between the
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際における、特に、コンタクトプローブ8cの動きについて説明する。
Next, particularly the movement of the
まず、図7(A)に示す初期状態から、プローブ基板(図示せず)を下方(Z軸下方)に下げて半導体装置5に近づけることで、図7(B)に示すように、接触部11cが、電極パッド10bに接触する。その後、プローブ基板をさらに下げることで、図7(C)に示すように、押し込み部16がばね部材を介して設置部14内に押し込まれ、接触部10cが電極パッド10に確実に接触することになる。
First, from the initial state shown in FIG. 7A, the probe substrate (not shown) is lowered downward (below the Z axis) and brought closer to the
スプリング式のコンタクトプローブ8cでは、コンタクトプローブ8cが上下方向に伸縮するため、接触部10cが電極パッド10bの表面をスライドすることはほとんどなく、サイズのより小さい電極パッドに接触させるコンタクトプローブとして適用することができる。
In the spring-
実施の形態3
実施の形態1では、コンタクトプローブとプローブ基板とのなす角度がいずれも同じ角度に設定されたプローブ装置について説明した。ここでは、その角度が異なるコンタクトプローブを備えたプローブ装置について説明する。
In the first embodiment, the probe apparatus in which the angles formed between the contact probe and the probe substrate are set to the same angle has been described. Here, a probe apparatus provided with contact probes having different angles will be described.
図8に示すように、プローブ基板7には、接触面積の大きい接触部11aを有するコンタクトプローブ8aと、接触面積の小さい接触部11bを有するコンタクトプローブ8bとが少なくとも取り付けられている。コンタクトプローブ8bとプローブ基板7とのなす角度θ2は、コンタクトプローブ8aとプローブ基板7とのなす角度θ1よりも大きく設定されている(θ1<θ2)。なお、これ以外の構成については、図2に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
As shown in FIG. 8, at least a
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際のコンタクトプローブ8a、8bの動きについて説明する。 Next, the movement of the contact probes 8a and 8b when evaluating the electrical characteristics of the semiconductor device using the probe device described above will be described.
コンタクトプローブ8a、8bの動きは、実施の形態1において説明したプローブ装置の場合と実質的に同じである。プローブ基板7とチャックステージ4(半導体装置5)との距離D(図3および図4参照)が徐々に縮められて、コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触し、さらに、その距離D(図3および図4参照)が縮められることによって、コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触する。
The movement of the contact probes 8a and 8b is substantially the same as that of the probe apparatus described in the first embodiment. The distance D (see FIGS. 3 and 4) between the
コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触してから、コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触するまでの間に、コンタクトプローブ8aの接触部11aは電極パッド10aの表面をスライドし、電極パッド10aの表面にはプローブ痕が形成される。コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触してから、距離Dがさらに所定の距離まで縮められることによって、コンタクトプローブ8bの接触部11bは電極パッド10bの表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ8aの接触部11aも電極パッド10aの表面をさらにスライドする。
The
これにより、図9に示すように、電極パッド10aの表面には、コンタクトプローブ8aがスライドすることによってプローブ痕21aが形成される。また、電極パッド10bの表面には、コンタクトプローブ8cがスライドすることによってプローブ痕21cが形成される。
As a result, as shown in FIG. 9, a
このプローブ装置2では、コンタクトプローブ8bとプローブ基板7とのなす角度θ2が、コンタクトプローブ8aとプローブ基板7とのなす角度θ1よりも大きく設定されている。そのため、実施の形態1に係るプローブ装置の場合と比べると、特に、プローブ痕21cでは、接触部11bの中心が移動する長さLCは、接触部11b(図2等参照)の中心が移動する長さLB(図5参照)よりも短くなるとともに、プローブ痕21cの長さPLCも、プローブ痕21bの長さPLBよりも短くなる。その結果、サイズのさらに小さい電極パッドに対して、接触部11cを良好に接触させることができる。
In this
接触部11bの中心が移動する長さLCがより短くなるのは、コンタクトプローブ8cにおける撓み部13の撓み量が、角度θ2を変えること(大きくする)で、少なくなったためである。このように、コンタクトプローブの接触部の接触面積を変えること、そして、コンタクトプローブとプローブ基板7との角度を変えることで、プローブ痕の範囲(領域)を調整することができ、半導体装置の電極パッドとして、その特性に応じた最適の電極パッドを配置させることができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることができる。
The reason why the length LC that the center of the
なお、上述したプローブ装置では、コンタクトプローブとプローブ基板とのなす角度を変えることによって撓み部の撓み量を変えて、プローブ痕の範囲を調整する場合について説明した。この他に、コンタクトプローブの、撓み部の長さ、太さ、硬さ、材料等を変えることで、撓み量を変えて、プローブ痕の範囲を調整するようにしてもよい。これは、他の実施の形態に係るプローブ装置についてもいえることである。 In the probe device described above, the case where the range of the probe trace is adjusted by changing the amount of bending of the bending portion by changing the angle formed by the contact probe and the probe substrate has been described. In addition, by changing the length, thickness, hardness, material, etc. of the bent portion of the contact probe, the range of the probe trace may be adjusted by changing the amount of bending. This is also true for probe devices according to other embodiments.
実施の形態4
ここでは、プローブ装置のプローブ基板における、コンタクトプローブの配置のバリエーションについて説明する。
Here, variations of the arrangement of the contact probes on the probe substrate of the probe apparatus will be described.
図10および図11に示すように、プローブ基板7には、接触面積の大きい接触部11aを有するコンタクトプローブ8aと、接触面積の小さい接触部11bを有するコンタクトプローブ8dとが少なくとも取り付けられている。プローブ基板7から平面視して、コンタクトプローブ8aが延在する方向と、コンタクトプローブ8dが延在する方向とは、交差する。この場合、コンタクトプローブ8aはX軸に平行に配置され、コンタクトプローブ8dは、X(Y)軸と交差するように配置されている。なお、これ以外の構成については、図2に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
As shown in FIGS. 10 and 11, at least a
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際のコンタクトプローブ8a、8dの動きについて説明する。 Next, the movement of the contact probes 8a and 8d when evaluating the electrical characteristics of the semiconductor device using the probe device described above will be described.
コンタクトプローブ8a、8dの動きは、実施の形態1において説明したプローブ装置の場合(図3および図4参照)と実質的に同じである。プローブ基板7とチャックステージ4(半導体装置5)との距離Dが徐々に縮められて、コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触し、さらに、その距離Dが縮められることによって、コンタクトプローブ8dが電極パッド10bに接触する(図3および図4参照)。
The movement of the contact probes 8a and 8d is substantially the same as that of the probe apparatus described in the first embodiment (see FIGS. 3 and 4). The distance D between the
コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触してから、コンタクトプローブ8dが電極パッド10bに接触するまでの間に、コンタクトプローブ8aの接触部11aは電極パッド10aの表面をスライドし、電極パッド10aの表面にはプローブ痕が形成される。コンタクトプローブ8dが電極パッド10bに接触してから、距離Dがさらに所定の距離まで縮められることによって、コンタクトプローブ8dの接触部11bは電極パッド10bの表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ8aの接触部11aも電極パッド10aの表面をさらにスライドする(図3および図4参照)。
The
これにより、図12に示すように、電極パッド10aの表面には、コンタクトプローブ8aがスライドすることによってプローブ痕21aが形成される。また、電極パッド10bの表面には、コンタクトプローブ8dがスライドすることによってプローブ痕21dが形成される。
As a result, as shown in FIG. 12, probe marks 21a are formed on the surface of the
特に、図12に示されるプローブ痕21dと、図5に示されるプローブ痕21bとを比較すると、接触部11dの中心のスライド方向の長さLDと、接触部11b(図2参照)の中心のスライド方向の長さLBとは実質的に同じ長さであり、プローブ痕21dの長さPLBと、プローブ痕21bの長さPLBとは実質的に同じ長さである。
In particular, when the
一方、スライド方向の長さLDのX方向成分の長さLDXは、長さLDよりも短くなる。このように、X方向(またはY方向)のように特定の方向の接触部の長さを短くすることができることで、サイズのより小さい電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。 On the other hand, the length LDX of the X direction component of the length LD in the slide direction is shorter than the length LD. As described above, the length of the contact portion in a specific direction such as the X direction (or the Y direction) can be shortened, so that an electrode pad with a smaller size can be arranged, and a contact probe can be favorably placed on the electrode pad. Can be contacted.
上述したプローブ装置では、コンタクトプローブによって電極パッドの表面に形成されるプローブ痕の範囲(面積)を変えることができ、半導体装置の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。電極パッドのサイズを最適化することができることで、半導体装置の縮小化を図ることができ、半導体装置の小型化と低コスト化に寄与することができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることができる。 In the above-described probe device, the range (area) of the probe mark formed on the surface of the electrode pad by the contact probe can be changed, and the electrode pad of the optimum size corresponding to the electrical characteristics as the electrode pad of the semiconductor device The contact probe can be satisfactorily brought into contact with the electrode pad. By optimizing the size of the electrode pad, it is possible to reduce the size of the semiconductor device and contribute to downsizing and cost reduction of the semiconductor device. Conversely, the contact probe can be appropriately brought into contact with the electrode pad optimized in accordance with the characteristics of the semiconductor device.
実施の形態5
ここでは、コンタクトプローブを係止する係止部を備えたプローブ装置について説明する。
Here, a probe device provided with a locking portion for locking the contact probe will be described.
図13に示すように、プローブ基板7には、接触面積の大きい接触部11aを有するコンタクトプローブ8aと、接触面積の小さい接触部11bを有するコンタクトプローブ8bとが少なくとも取り付けられている。プローブ基板7には、コンタクトプローブ8a、8bを係止する係止部17が取り付けられている。係止部17は、コンタクトプローブ8a、8bが延在する方向と交差するように配置されている。なお、これ以外の構成については、図2に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
As shown in FIG. 13, at least a
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際のコンタクトプローブ8a、8bの動きについて説明する。 Next, the movement of the contact probes 8a and 8b when evaluating the electrical characteristics of the semiconductor device using the probe device described above will be described.
コンタクトプローブ8a、8bの動きは、実施の形態1において説明したプローブ装置の場合(図3および図4参照)と実質的に同じである。プローブ基板7とチャックステージ4(半導体装置5)との距離Dが徐々に縮められて、コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触し、さらに、その距離Dが縮められることによって、コンタクトプローブ8dが電極パッド10bに接触する(図3および図4参照)。
The movement of the contact probes 8a and 8b is substantially the same as that of the probe device described in the first embodiment (see FIGS. 3 and 4). The distance D between the
コンタクトプローブ8aが電極パッド10aに接触してから、コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触するまでの間に、コンタクトプローブ8aの接触部11aは電極パッド10aの表面をスライドし、電極パッドの表面にはプローブ痕が形成される(図3および図4参照)。コンタクトプローブ8bが電極パッド10bに接触してから、距離Dがさらに所定の距離まで縮められると、係止部17の端部が、コンタクトプローブ8a、8bに上方から当接する。
The
係止部17が当接するまでの間に、コンタクトプローブ8bの接触部11bは電極パッド(図示せず)の表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ8aの接触部11aも電極パッド(図示せず)の表面をさらにスライドする。これにより、電極パッドには、コンタクトプローブ8aがスライドすることによるプローブ痕と、コンタクトプローブ8bがスライドすることによるプローブ痕が形成されることになる。このとき、係止部17が上方からコンタクトプローブ8a、8bに当接して、コンタクトプローブ8a、8bが撓むのを阻止することで、プローブ痕の範囲が所望の範囲以上に拡がるのを阻止することができる。
Until the locking
上述したプローブ装置では、コンタクトプローブ8a、8bを係止する係止部17が、ストッパとしてプローブ基板7に取り付けられている。これにより、コンタクトプローブ8a、8bがスライドすることによって電極パッドに形成されるプローブ痕の範囲を所望の範囲に規制することができる。
In the probe device described above, the locking
また、コンタクトプローブ8a、8bに当接する係止部17の部分には、コンタクトプローブに傷や衝撃が生じないように、ゴムまたは樹脂材料等による弾性部材によって少なくとも被覆されていることが好ましい。
Further, it is preferable that the portion of the locking
また、係止部17は、プローブ基板7の絶縁性基体9に設けられた貫通孔に挿通させることによって取り付けられている。このため、係止部17とコンタクトプローブとが当接する位置(高さ)を容易に調整することができ、プローブ痕の範囲を電極パッドのサイズに対応した所望の範囲に容易に調整することができる。
The locking
さらに、絶縁性基体9における複数の箇所に貫通孔を設け、係止部を挿通する貫通孔を変えることによっても、係止部とコンタクトプローブとが当接する位置(高さ)を変えることができ、プローブ痕の範囲を所望の範囲に容易に調整することができる。また、係止部にネジを設けて、係止部とコンタクトプローブとが当接する位置(高さ)を微調整するようにしてもよい。
Furthermore, the position (height) at which the locking portion and the contact probe abut can also be changed by providing through holes at a plurality of locations in the insulating
なお、棒状に延在するコンタクトプローブ8a、8bに対して、略直交する方向から係止部17が当接するように、係止部17とコンタクトプローブ8a、8bとを配置することで、係止部17をストッパとして確実に機能させることができる。
The locking
また、上述したプローブ装置2では、係止部17がプローブ基板7に取り付けられた場合を例に挙げて説明したが、図14に示すように、係止部17がコンタクトプローブ8a、8bのそれぞれに取り付けられていてもよい。この場合にも、係止部17が、プローブ基板7(絶縁性基体9)に当接することで、コンタクトプローブ8a、8bがスライドすることによって電極パッドに形成されるプローブ痕の範囲を所望の範囲に規制することができる。
Further, in the
また、プローブ基板7(絶縁性基体9)において、係止部17が当接する部分に、係止部17の端部を受け入れる凹部18を形成することで、プローブ痕の範囲を確実に所望の範囲に規制することができる。
Further, in the probe substrate 7 (insulating base 9), the
さらに、図14に示すように、プローブ基板7(絶縁性基体9)に、半導体装置(図示せず)との距離を計測する距離センサ19を配置してもよい。プローブ装置2と半導体装置との距離を安定的に制御することによっても、プローブ痕の範囲を所望の範囲に規制することができる。また、距離センサとしては、一箇所に限らず、プローブ基板7における複数個所に配置することで、半導体装置に対するプローブ基板7の傾きを検出して、補正するようにしてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 14, a
また、この実施の形態では、係止部17がプローブ基板7に取り付けられたプローブ装置と、係止部17がコンタクトプローブ8a、8bのそれぞれに取り付けられたプローブ装置とを例に挙げて説明したが、係止部としては、プローブ基板に取り付けらた係止部と、コンタクトプローブに取り付けられた係止部との双方を備えていてもよい。また、すべてのコンタクトプローブに対して係止部を設ける必要はなく、機能が損なわれない範囲で、間引いて係止部を配置するようにしてもよい。
In this embodiment, the probe device in which the locking
上述したプローブ装置では、コンタクトプローブによって電極パッドの表面に形成されるプローブ痕の範囲を規制することができ、半導体装置の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。電極パッドのサイズを最適化することができることで、半導体装置の縮小化を図ることができ、半導体装置の小型化と低コスト化に寄与することができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることができる。 In the probe device described above, the range of probe marks formed on the surface of the electrode pad by the contact probe can be regulated, and an electrode pad of an optimal size corresponding to the electrical characteristics is arranged as the electrode pad of the semiconductor device. Thus, the contact probe can be brought into good contact with the electrode pad. By optimizing the size of the electrode pad, it is possible to reduce the size of the semiconductor device and contribute to downsizing and cost reduction of the semiconductor device. Conversely, the contact probe can be appropriately brought into contact with the electrode pad optimized in accordance with the characteristics of the semiconductor device.
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is an example, and the present invention is not limited to this. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the scope described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、半導体装置の製造において、半導体装置の電気的特性の評価に有効に利用される。 The present invention is effectively used for evaluation of electrical characteristics of a semiconductor device in the manufacture of the semiconductor device.
1 半導体試験装置、2 プローブ装置、3 移動アーム部、4 チャックステージ、5 半導体装置、6 信号線、7 プローブ基板、8a、8b、8c、8d コンタクトプローブ、9 絶縁性基体、10a、10b 電極パッド、11a、11b、11c 接触部、12 先端部、13 撓み部、14 設置部、15 接続部、16 押し込み部、17 係止部、18 凹部、19 距離センサ、21a、21b プローブ痕、DL、DS、D 距離、LA、LB、PLA、PLB 長さ。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記プローブ基板に配置され、前記被測定物が位置することになる方向に向かって延在し、前記被測定物に接触する接触部をそれぞれ有する複数のコンタクトプローブと
を備え、
複数の前記コンタクトプローブのうち、一のコンタクトプローブの接触部の接触面積と、他のコンタクトプローブの接触部の接触面積とが異なり、
前記一のコンタクトプローブの前記接触部と前記プローブ基板との距離と、前記他のコンタクトプローブの前記接触部と前記プローブ基板との距離とが異なっている、プローブ装置。 A probe substrate to be arranged so as to face the object to be measured with a space therebetween;
A plurality of contact probes arranged on the probe substrate, extending in a direction in which the object to be measured is located, and having contact portions that contact the object to be measured;
Among the plurality of contact probes, the contact area of the contact portion of one contact probe is different from the contact area of the contact portion of another contact probe,
The probe device, wherein a distance between the contact portion of the one contact probe and the probe substrate is different from a distance between the contact portion of the other contact probe and the probe substrate.
前記一のコンタクトプローブと前記プローブ基板とのなす角度と、前記他のコンタクトプローブと前記プローブ基板とのなす角度とは異なっている、請求項1記載のプローブ装置。 Each of the one contact probe and the other contact probe is arranged to intersect the probe substrate,
The probe apparatus according to claim 1, wherein an angle formed by the one contact probe and the probe substrate is different from an angle formed by the other contact probe and the probe substrate.
前記プローブ基板には、前記係止部が嵌まる凹部が形成された、請求項10または11に記載のプローブ装置。 The locking portion is provided on the contact probe,
The probe device according to claim 10 or 11, wherein the probe substrate is formed with a recess into which the locking portion is fitted.
前記係止部は前記貫通孔に挿入されて前記コンタクトプローブに向かって延在するように設置された、請求項10または11に記載のプローブ装置。 In the probe substrate, a through-hole penetrating in a direction intersecting with a direction in which the contact probe extends is formed,
The probe device according to claim 10 or 11, wherein the locking portion is installed so as to be inserted into the through hole and extend toward the contact probe.
前記他方に設けられて、前記一方を係止する第2係止部と
を備えた、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプローブ装置。 A first locking portion that is provided on one of the plurality of contact probes and one of the probe substrates and locks the other;
The probe device according to claim 1, further comprising a second locking portion that is provided on the other side and locks the one side.
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