JP3231668B2 - プローブ装置 - Google Patents
プローブ装置Info
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- JP3231668B2 JP3231668B2 JP23140597A JP23140597A JP3231668B2 JP 3231668 B2 JP3231668 B2 JP 3231668B2 JP 23140597 A JP23140597 A JP 23140597A JP 23140597 A JP23140597 A JP 23140597A JP 3231668 B2 JP3231668 B2 JP 3231668B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプローブ装置に関
し、特に高温の半導体ウェハを検査するためのプローブ
装置に関する。
し、特に高温の半導体ウェハを検査するためのプローブ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体プロセス工程で、半導体ウェハ上
に多数のＩＣチップを形成した場合には、その半導体ウ
ェハのまま個々のＩＣチップについて電気的特性の検査
を行い、不良品をスクリーニングするようにしている。
この検査に通常、プローブ装置が使われている。
に多数のＩＣチップを形成した場合には、その半導体ウ
ェハのまま個々のＩＣチップについて電気的特性の検査
を行い、不良品をスクリーニングするようにしている。
この検査に通常、プローブ装置が使われている。
【０００３】従来のプローブ装置では、特にリーク不良
を精度良く検出するために、半導体ウェハ温度を高くし
て検査を行う。この際、プローブ針と電極パッドとの間
に電流を流すと、プローブ針先に付着したアルミニュー
ムが酸化され、プローブ針先に絶縁膜が形成される。こ
のため、ＩＣチップについて電気的特性の検査が正常に
行われなくなり、良品を不良品と間違って判定してしま
い、歩留りを下げてしまうという不具合があった。
を精度良く検出するために、半導体ウェハ温度を高くし
て検査を行う。この際、プローブ針と電極パッドとの間
に電流を流すと、プローブ針先に付着したアルミニュー
ムが酸化され、プローブ針先に絶縁膜が形成される。こ
のため、ＩＣチップについて電気的特性の検査が正常に
行われなくなり、良品を不良品と間違って判定してしま
い、歩留りを下げてしまうという不具合があった。
【０００４】上記問題を解決するための先行技術が、特
開平７−３２１１６８号公報及び特開平５−１７５２８
９号公報に記載されている。
開平７−３２１１６８号公報及び特開平５−１７５２８
９号公報に記載されている。
【０００５】特開平７−３２１１６８号公報に記載され
ているプローブカードによれば、プローブカードのプリ
ント基板の上面に、その中央部に形成された開口部を被
うように熱伝導性に優れた、貫通孔を有する支持体を設
けると共に、この支持体の下面に開口部より小さい台座
を直付けして、温度変化によるプリント基板の熱変形を
抑制し、加熱下におけるプローブ針の酸化を抑制し、高
温下であっても常に精度の高い電気的検査を行うことが
示されている。
ているプローブカードによれば、プローブカードのプリ
ント基板の上面に、その中央部に形成された開口部を被
うように熱伝導性に優れた、貫通孔を有する支持体を設
けると共に、この支持体の下面に開口部より小さい台座
を直付けして、温度変化によるプリント基板の熱変形を
抑制し、加熱下におけるプローブ針の酸化を抑制し、高
温下であっても常に精度の高い電気的検査を行うことが
示されている。
【０００６】また、特開平５−１７５２８９号公報に記
載されているプロ−ブ装置によれば、プローブの針先
は、温度調整された被検査体の温度と同じかそれに近い
温度にプロ−ブカ−ドを予備温度調整したときに、被検
査体の電極パッドの配列と対応するように配列されてい
るため、プロ−ブ針と電極パッドとを接触させる前にプ
ロ−ブカ−ドを予備温度調整することにより、プロ−ブ
針の針先の配列は電極パッドの配列に対応し、プロ−ブ
針を電極パッドに確実に接触でき、精度の高い測定がで
きることが示されている。
載されているプロ−ブ装置によれば、プローブの針先
は、温度調整された被検査体の温度と同じかそれに近い
温度にプロ−ブカ−ドを予備温度調整したときに、被検
査体の電極パッドの配列と対応するように配列されてい
るため、プロ−ブ針と電極パッドとを接触させる前にプ
ロ−ブカ−ドを予備温度調整することにより、プロ−ブ
針の針先の配列は電極パッドの配列に対応し、プロ−ブ
針を電極パッドに確実に接触でき、精度の高い測定がで
きることが示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平７−３２１
１６８号公報に記載のプローブカードは、放熱促進のた
めの工夫をしているが、強制的に冷却する機構を持って
いないので、プローブ針と、電極パッドとの間に電流を
流すと、プローブ針先に付着したアルミニュームが酸化
され、プローブ針先に絶縁膜が形成される。このため、
半導体ウェハ温度を高くして検査を行う際、プローブ針
と電極パッドとの間の抵抗が高くなり、ＩＣチップにつ
いて電気的特性の検査が正常に行われなくなり、良品を
不良品と間違って判定してしまい、歩留りを下げてしま
うという欠点がある。
１６８号公報に記載のプローブカードは、放熱促進のた
めの工夫をしているが、強制的に冷却する機構を持って
いないので、プローブ針と、電極パッドとの間に電流を
流すと、プローブ針先に付着したアルミニュームが酸化
され、プローブ針先に絶縁膜が形成される。このため、
半導体ウェハ温度を高くして検査を行う際、プローブ針
と電極パッドとの間の抵抗が高くなり、ＩＣチップにつ
いて電気的特性の検査が正常に行われなくなり、良品を
不良品と間違って判定してしまい、歩留りを下げてしま
うという欠点がある。
【０００８】また、特開平５−１７５２８９号公報に記
載されているプロ−ブ装置は、具体的な説明はないもの
の、構造的には半導体ウェハの温度を高温で、かつプロ
−ブ針を低温に保つことができるとしている。
載されているプロ−ブ装置は、具体的な説明はないもの
の、構造的には半導体ウェハの温度を高温で、かつプロ
−ブ針を低温に保つことができるとしている。
【０００９】しかしながらこの公報の技術的ポイント
は、プロ−ブ針の温度を半導体ウェハの温度に近づける
ことにより、針先間隔と電極パッドとの相対位置ずれを
軽減するところにあり、半導体ウェハの温度とプローブ
針の温度とを変えると、針先間隔と電極パッドとの相対
位置ずれは拡大してしまうという重大な問題がある。す
なわち、半導体ウェハを高温にし、かつプローブ針の温
度を低温にして測定することは事実上困難である。
は、プロ−ブ針の温度を半導体ウェハの温度に近づける
ことにより、針先間隔と電極パッドとの相対位置ずれを
軽減するところにあり、半導体ウェハの温度とプローブ
針の温度とを変えると、針先間隔と電極パッドとの相対
位置ずれは拡大してしまうという重大な問題がある。す
なわち、半導体ウェハを高温にし、かつプローブ針の温
度を低温にして測定することは事実上困難である。
【００１０】このため、本発明の目的は、半導体ウェハ
温度を高くして検査を行っても、プローブ針先に付着し
たアルミニュームの酸化を抑え、ＩＣチップの電気的特
性の検査を常に正常に行うことができるプローブ装置を
提供することにある。
温度を高くして検査を行っても、プローブ針先に付着し
たアルミニュームの酸化を抑え、ＩＣチップの電気的特
性の検査を常に正常に行うことができるプローブ装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明による
プローブ装置は、プリント基板に配列されたプローブ針
を被検査体の所定の電極に接触させて電気的検査を行う
と共に、前記プローブ針を強制的に冷却する冷却手段を
設けたプローブ装置において、前記冷却手段は、前記プ
ローブ針を前記プリント基板に固定するための支持部及
び支持体と、前記支持体から金属製の接続リングに熱を
速やかに伝達するための熱伝導用ポゴピンと、前記接続
リングを支持するためのインサートリングと、前記イン
サートリングの熱を伝達するための可塑性を有しかつ高
熱伝導率を有する熱伝導用コネクタと、前記熱伝導用コ
ネクタの他端からの熱を冷却するための冷媒が格納され
た冷媒容器とを備え、前記支持部及び前記支持体は、熱
伝導率が高い樹脂であることを特徴としている。
プローブ装置は、プリント基板に配列されたプローブ針
を被検査体の所定の電極に接触させて電気的検査を行う
と共に、前記プローブ針を強制的に冷却する冷却手段を
設けたプローブ装置において、前記冷却手段は、前記プ
ローブ針を前記プリント基板に固定するための支持部及
び支持体と、前記支持体から金属製の接続リングに熱を
速やかに伝達するための熱伝導用ポゴピンと、前記接続
リングを支持するためのインサートリングと、前記イン
サートリングの熱を伝達するための可塑性を有しかつ高
熱伝導率を有する熱伝導用コネクタと、前記熱伝導用コ
ネクタの他端からの熱を冷却するための冷媒が格納され
た冷媒容器とを備え、前記支持部及び前記支持体は、熱
伝導率が高い樹脂であることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明のプローブ装置の実
施の形態について図面を参照して説明する。
施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】図１は、本発明のプローブ装置の第１の実
施の形態の要部を示す構成図、図２は図１のプローブ針
３の近辺を拡大して示した構成図である。本発明のプロ
ーブ装置の実施の形態は、図示しない昇降機能によって
昇降可能に構成されたテストヘッド部１３と、このテス
トヘッド部１３と接続するようにインサートリング１１
に支持された金属製の接続リング９と、この接続リング
９の下方に配置されたプローブ針３と支持部４と支持体
５とプリント基板６から構成されるプローブカード１８
とを備えている。
施の形態の要部を示す構成図、図２は図１のプローブ針
３の近辺を拡大して示した構成図である。本発明のプロ
ーブ装置の実施の形態は、図示しない昇降機能によって
昇降可能に構成されたテストヘッド部１３と、このテス
トヘッド部１３と接続するようにインサートリング１１
に支持された金属製の接続リング９と、この接続リング
９の下方に配置されたプローブ針３と支持部４と支持体
５とプリント基板６から構成されるプローブカード１８
とを備えている。
【００１４】上記テストヘッド部１３の内部には、半導
体ウェハ上のＩＣチップに電圧を印加する電源やＩＣチ
ップからの出力を測定部に取り込むための入力部からな
る回路が内蔵されている。
体ウェハ上のＩＣチップに電圧を印加する電源やＩＣチ
ップからの出力を測定部に取り込むための入力部からな
る回路が内蔵されている。
【００１５】このテストヘッド部１３は図２に示すよう
に、テストヘッド部１３とプローブ針３を電気的に接続
させるためのポゴピン８及び導電性の接続端子７と、プ
ローブ針３に順に接続されている。そして、半導体ウェ
ハ２上のＩＣチップと電気的に接続した後、ＩＣチップ
の電気的特性検査を行う。
に、テストヘッド部１３とプローブ針３を電気的に接続
させるためのポゴピン８及び導電性の接続端子７と、プ
ローブ針３に順に接続されている。そして、半導体ウェ
ハ２上のＩＣチップと電気的に接続した後、ＩＣチップ
の電気的特性検査を行う。
【００１６】本発明のプローブ装置は、加熱された半導
体ウェハ２からの放熱や半導体ウェハ２との接触によっ
てプローブ針３の温度が上昇しても、図２に示すよう
に、プローブ針３の熱はプローブ針を固定するための支
持部４及び支持体５、支持体５から金属製の接続リング
９に熱を速やかに伝達するための熱伝導用ポゴピン１
０、ポゴピン８を支持するための接続リング９、接続リ
ング９を支持するためのインサートリング１１、インサ
ートリング１１の熱を伝達するための熱伝導用コネクタ
１４を順次伝導し、液体窒素などの冷媒を格納した冷媒
容器１７に効率良く伝達されるので、プローブ針３を低
温に保つことができる。
体ウェハ２からの放熱や半導体ウェハ２との接触によっ
てプローブ針３の温度が上昇しても、図２に示すよう
に、プローブ針３の熱はプローブ針を固定するための支
持部４及び支持体５、支持体５から金属製の接続リング
９に熱を速やかに伝達するための熱伝導用ポゴピン１
０、ポゴピン８を支持するための接続リング９、接続リ
ング９を支持するためのインサートリング１１、インサ
ートリング１１の熱を伝達するための熱伝導用コネクタ
１４を順次伝導し、液体窒素などの冷媒を格納した冷媒
容器１７に効率良く伝達されるので、プローブ針３を低
温に保つことができる。
【００１７】ここで、ポゴピン８と接続リング９とは通
常行われる絶縁手段で電気的に絶縁されるが、熱伝導用
ポゴピン１０と接続リング９とは電気的に絶縁する必要
がない。すなわち、熱伝導用ポゴピン１０をアルミニュ
ームや銅などの熱伝導率が高い金属で作成し、接続リン
グ９の中に埋め込んでも良い。またこの場合、支持部４
及び支持体５は、プローブ針３と接続リング９との電気
的絶縁を行うため、熱伝導率が高い樹脂などで成形加工
する。
常行われる絶縁手段で電気的に絶縁されるが、熱伝導用
ポゴピン１０と接続リング９とは電気的に絶縁する必要
がない。すなわち、熱伝導用ポゴピン１０をアルミニュ
ームや銅などの熱伝導率が高い金属で作成し、接続リン
グ９の中に埋め込んでも良い。またこの場合、支持部４
及び支持体５は、プローブ針３と接続リング９との電気
的絶縁を行うため、熱伝導率が高い樹脂などで成形加工
する。
【００１８】プローブ針３を低温に保つことにより、プ
ローブ針とＩＣチップの外周部に存在するアルミニュー
ムで形成された電極パッドとの間に電流を流しても、プ
ローブ針先に付着したアルミニュームが酸化されること
がないので、プローブ針先に絶縁膜が形成されることが
ない。従ってＩＣチップの電気的特性を常に正常に検査
することができる。
ローブ針とＩＣチップの外周部に存在するアルミニュー
ムで形成された電極パッドとの間に電流を流しても、プ
ローブ針先に付着したアルミニュームが酸化されること
がないので、プローブ針先に絶縁膜が形成されることが
ない。従ってＩＣチップの電気的特性を常に正常に検査
することができる。
【００１９】すなわち、従来プローブ針先に付着した酸
化アルミニュームを除去するために、一時ＩＣチップの
検査を中断してプローブ針先を研磨しているが、本発明
によるプローブ装置を用いればこのような作業が不要と
なるので、作業効率が大幅に改善する。
化アルミニュームを除去するために、一時ＩＣチップの
検査を中断してプローブ針先を研磨しているが、本発明
によるプローブ装置を用いればこのような作業が不要と
なるので、作業効率が大幅に改善する。
【００２０】さらに、プローブ針まわりの結露防止のた
めのシールドボックス１５と、乾燥空気や窒素などをシ
ールドボックス１５内に導入するためのガス導入管１６
とを備えているので、プローブ針３からテストヘッド部
１３までに結露が発生して、電子回路部品、配線を故障
させる不都合がない。
めのシールドボックス１５と、乾燥空気や窒素などをシ
ールドボックス１５内に導入するためのガス導入管１６
とを備えているので、プローブ針３からテストヘッド部
１３までに結露が発生して、電子回路部品、配線を故障
させる不都合がない。
【００２１】また図１には、半導体ウェハ２をウェハチ
ャック１に供給するためのウェハローディング装置が記
載されていないが、このウェハローディング装置をウェ
ハチャック駆動部１２と同一シールドボックス１５に内
蔵することで、半導体ウェハ２を効率よくウェハチャッ
ク１に供給することができる。
ャック１に供給するためのウェハローディング装置が記
載されていないが、このウェハローディング装置をウェ
ハチャック駆動部１２と同一シールドボックス１５に内
蔵することで、半導体ウェハ２を効率よくウェハチャッ
ク１に供給することができる。
【００２２】次に、本発明のプローブ装置の第２の実施
の形態について図面を参照して説明する。
の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】図３は、本発明のプローブ装置の第２の実
施の形態の要部を示す構成図である。ガス導入管１６か
ら窒素などの不活性ガスを導入するとともに、真空配管
１９からシールドボックス１５内の不活性ガスを排気す
ることによって、シールドボックス１５内の酸素分圧を
さらに下げることができる。従って、プローブ針先に付
着したアルミニュームが酸化されることをさらに防止す
ることができる。
施の形態の要部を示す構成図である。ガス導入管１６か
ら窒素などの不活性ガスを導入するとともに、真空配管
１９からシールドボックス１５内の不活性ガスを排気す
ることによって、シールドボックス１５内の酸素分圧を
さらに下げることができる。従って、プローブ針先に付
着したアルミニュームが酸化されることをさらに防止す
ることができる。
【００２４】従って図３において、図１及び図２と同様
な熱伝導用コネクタ１４と冷媒容器１７などプローブ針
を冷却するための冷却機構を示したが、必ずしも冷媒容
器１７等の冷却機構を設けなくても、シールドボックス
１５内の酸素濃度が非常に低いので、プローブ針先に付
着したアルミニュームの酸化を防止することができる。
な熱伝導用コネクタ１４と冷媒容器１７などプローブ針
を冷却するための冷却機構を示したが、必ずしも冷媒容
器１７等の冷却機構を設けなくても、シールドボックス
１５内の酸素濃度が非常に低いので、プローブ針先に付
着したアルミニュームの酸化を防止することができる。
【００２５】なお、上記の説明においては、液体窒素な
どの冷媒を用いた場合について説明したが、ペルチェ効
果によって低温になる装置を使用しても良い。すなわ
ち、何らかの手段でインサートリング１１を冷却できれ
ばよい。
どの冷媒を用いた場合について説明したが、ペルチェ効
果によって低温になる装置を使用しても良い。すなわ
ち、何らかの手段でインサートリング１１を冷却できれ
ばよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプロ
ーブ装置はプローブ針を冷却しているので、プローブ針
と、電極パッドとの間に電流を流しても、プローブ針先
に付着したアルミニュームが酸化されることがない。こ
のため、プローブ針と電極パッド間の接触抵抗を常に正
常に保つことができ、ＩＣチップの電気的特性を正常に
検査することができる。
ーブ装置はプローブ針を冷却しているので、プローブ針
と、電極パッドとの間に電流を流しても、プローブ針先
に付着したアルミニュームが酸化されることがない。こ
のため、プローブ針と電極パッド間の接触抵抗を常に正
常に保つことができ、ＩＣチップの電気的特性を正常に
検査することができる。
【００２７】また、プローブ針のまわりを乾燥空気又は
不活性ガス雰囲気で満たすことができるので、プローブ
針まわりの低温の部位で結露することがない。このた
め、信頼性が高い高温におけるＩＣチップの検査を行う
ことができる。
不活性ガス雰囲気で満たすことができるので、プローブ
針まわりの低温の部位で結露することがない。このた
め、信頼性が高い高温におけるＩＣチップの検査を行う
ことができる。
【００２８】さらに、プローブ針のまわりを不活性ガス
雰囲気で満たすことにより酸素濃度がプローブ針先端で
低下するため、プローブ針に付着するアルミニュームの
酸化を防ぐことができる。
雰囲気で満たすことにより酸素濃度がプローブ針先端で
低下するため、プローブ針に付着するアルミニュームの
酸化を防ぐことができる。
【図１】本発明のプローブ装置の第１の実施の形態の要
部を示す構成図である。
部を示す構成図である。
【図２】図１のプローブ針の近辺を拡大して示した構成
図である。
図である。
【図３】本発明のプローブ装置の第２の実施の形態の要
部を示す構成図である。
部を示す構成図である。
１ ウェハチャック ２ 半導体ウェハ ３ プローブ針 ４ 支持部 ５ 支持体 ６ プリント基板 ７ 接続端子 ８ ポゴピン ９ 接続リング １０ 熱伝導用ポゴピン １１ インサートリング １２ ウェハチャック駆動部 １３ テストヘッド部 １４ 熱伝導用コネクタ １５ シールドボックス １６ ガス導入管 １７ 冷媒容器 １８ プローブカード １９ 真空配管
Claims (5)
- 【請求項１】 プリント基板に配列されたプローブ針を
被検査体の所定の電極に接触させて電気的検査を行うと
共に、前記プローブ針を強制的に冷却する冷却手段を設
けたプローブ装置において、 前記冷却手段は、前記プローブ針を前記プリント基板に
固定するための支持部及び支持体と、前記支持体から金
属製の接続リングに熱を速やかに伝達するための熱伝導
用ポゴピンと、前記接続リングを支持するためのインサ
ートリングと、前記インサートリングの熱を伝達するた
めの可塑性を有しかつ高熱伝導率を有する熱伝導用コネ
クタと、前記熱伝導用コネクタの他端からの熱を冷却す
るための冷媒が格納された冷媒容器とを備え、前記支持
部及び前記支持体は、熱伝導率が高い樹脂であることを
特徴とするプローブ装置。 - 【請求項２】 前記冷媒が、液体窒素もしくは液体空気
であることを特徴とする請求項１記載のプローブ装置。 - 【請求項３】 前記冷却手段がペルチェ素子により冷却
を行うことを特徴とする請求項１記載のプローブ装置。 - 【請求項４】 前記プローブ針を乾燥した気体で満たす
ための乾燥気体供給手段を備えることを特徴とする請求
項１記載のプローブ装置。 - 【請求項５】 前記プローブ針を不活性ガスで満たすた
めの不活性ガス供給手段を備えることを特徴とする請求
項１記載のプローブ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23140597A JP3231668B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | プローブ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23140597A JP3231668B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | プローブ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174321A JPH1174321A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3231668B2 true JP3231668B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=16923097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23140597A Expired - Fee Related JP3231668B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | プローブ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231668B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004013707B9 (de) * | 2003-08-28 | 2016-06-23 | Cascade Microtech, Inc. | Vorrichtung zum Testen von Substraten |
| JP5673608B2 (ja) | 2012-06-04 | 2015-02-18 | 三菱電機株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| JP5387731B2 (ja) * | 2012-06-11 | 2014-01-15 | 富士通株式会社 | 電子部品接合装置、電子ユニット、および電子装置 |
| CN110346615B (zh) * | 2019-08-27 | 2022-10-11 | 内蒙古工业大学 | 一种低温交/直流电学性质测试装置 |
| CN113805006B (zh) * | 2021-09-30 | 2022-09-06 | 徐州云泰精密技术有限公司 | 一种电阻环电性测试装置 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP23140597A patent/JP3231668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1174321A (ja) | 1999-03-16 |
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