JP4536525B2 - Semiconductor device test apparatus and test method - Google Patents

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Description

本発明は、1以上の端子を有する素子の電気的な試験を行う技術分野に関し、特に半導体装置の試験装置及び試験方法に関する。   The present invention relates to a technical field for conducting an electrical test of an element having one or more terminals, and more particularly to a test apparatus and a test method for a semiconductor device.

半導体ウエハに形成された半導体素子の各々は、ウエハから分離される前に電気的に検査され、その検査は一次試験又はプローブ試験と呼ばれている。検査用のプローブピンの各々に板バネを取り付け、板バネの弾性を利用して、プローブピン及び素子の端子間の電気的接触性を向上させる技術については、例えば特許文献1(特開2003−240801号公報)に記載されている。   Each of the semiconductor elements formed on the semiconductor wafer is electrically inspected before being separated from the wafer, and the inspection is called a primary test or a probe test. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-2003) discloses a technique for attaching a plate spring to each probe pin for inspection and improving the electrical contact between the probe pin and the terminal of the element using the elasticity of the plate spring. 240801).

この種の技術分野では、半導体素子の多ピン化、半導体素子の高速化及び低消費電力化等に伴って、狭ピッチで並ぶ各端子を通じて流れる信号は、大電流化及び低電圧化している。このため、特許文献1に示されるような検査装置よりも簡易な構成を有する垂直プローブカードを用いた検査も行われている。   In this type of technical field, as the number of semiconductor elements increases, the speed of the semiconductor elements increases, and the power consumption decreases, the signals flowing through the terminals arranged at a narrow pitch are increased in current and voltage. For this reason, an inspection using a vertical probe card having a simpler configuration than that of the inspection apparatus disclosed in Patent Document 1 is also performed.

図1は、そのような垂直プローブカードを用いて半導体素子を検査する装置の概略図を示す。図示されているように、検査装置は、カード基板12と、針保持ユニット14と、多数の垂直プローブピン(検査針)16と、ステージ20と、カメラ22とを有する。垂直プローブピン16は、図中z軸で示される垂直方向に一定の距離だけ可動である。垂直プローブピン16は、直線状の部分と湾曲した部分とを有し、直線状の部分の一端は湾曲した部分に結合され、他端は鎌首上の形状を有する(この形状にちなんで、このようなピンはコブラプローブとも呼ばれる。)。湾曲した部分は、その一端が素子の端子(コンタクトパッド)に接触する際に弾性変形することが可能である。鎌首上の端部は、ピンが自重により下方にそれ以上落ちないように、ピンを包囲する穴の直径より大きな寸法を有する(円内の拡大図参照。)。   FIG. 1 shows a schematic view of an apparatus for inspecting semiconductor elements using such a vertical probe card. As illustrated, the inspection apparatus includes a card substrate 12, a needle holding unit 14, a large number of vertical probe pins (inspection needles) 16, a stage 20, and a camera 22. The vertical probe pin 16 is movable by a fixed distance in the vertical direction indicated by the z axis in the drawing. The vertical probe pin 16 has a straight portion and a curved portion, one end of the straight portion is coupled to the curved portion, and the other end has a shape on the sickle neck (after this shape, Such pins are also called cobra probes.) The curved portion can be elastically deformed when one end thereof contacts the terminal (contact pad) of the element. The end on the sickle neck has a size larger than the diameter of the hole surrounding the pin so that the pin does not fall further under its own weight (see enlarged view in circle).

検査を行う場合には、先ず検査対象の半導体素子18を垂直プローブカードの下方に離間して位置付ける。この時点では、垂直プローブピン16は何れもカード基板12の電極13に接触していない。検査を行うために、半導体素子18の端子19(コンタクトパッド)が垂直プローブピン16にそれぞれ接触するように、半導体素子18を針保持ユニット14に近づける。半導体素子18は、ステージ20に搭載されており、z軸方向及びそれに垂直な方向に動かすことができる(垂直プローブカードは固定されているものとする。)。半導体素子18が針保持ユニット14に近づくことで、垂直プローブピン16は、その一方端が半導体素子18のコンタクトパッド19に接触し、ステージ20がz軸の正の方向に動くにつれて、ピンの湾曲した部分がたわむと共に、ピン16の鎌首状の他方端がカード基板12の電極13に接触する。以後適切な電圧又は電流がコンタクトパッドの各々に与えられ、所望の電気的な試験が行われる。試験が終了すると、半導体素子18は垂直プローブカードから引き離される。これにより、多数の垂直プローブピン16はz軸の負の方向に自重により降下し、検査前の状態に戻る。以後同様な手順を反復することで、次々に半導体素子を検査することができる。
特開2003−240801号公報
When performing inspection, first, the semiconductor element 18 to be inspected is positioned below the vertical probe card. At this time, none of the vertical probe pins 16 are in contact with the electrode 13 of the card substrate 12. In order to perform the inspection, the semiconductor element 18 is brought close to the needle holding unit 14 so that the terminals 19 (contact pads) of the semiconductor element 18 are in contact with the vertical probe pins 16 respectively. The semiconductor element 18 is mounted on the stage 20 and can be moved in the z-axis direction and the direction perpendicular thereto (assuming that the vertical probe card is fixed). As the semiconductor element 18 approaches the needle holding unit 14, the vertical probe pin 16 comes into contact with the contact pad 19 of the semiconductor element 18 at one end thereof, and as the stage 20 moves in the positive direction of the z-axis, the curvature of the pin is increased. The bent portion is bent and the other end of the pin 16 in contact with the sickle neck contacts the electrode 13 of the card substrate 12. Thereafter, an appropriate voltage or current is applied to each of the contact pads and the desired electrical test is performed. When the test is completed, the semiconductor element 18 is pulled away from the vertical probe card. As a result, the large number of vertical probe pins 16 are lowered by their own weight in the negative direction of the z axis, and return to the state before the inspection. Thereafter, by repeating the same procedure, the semiconductor elements can be inspected one after another.
JP 2003-240801 A

垂直プローブピン16は何度も動かされ、変形させられるので、折れてしまったり不都合に曲がったりするような不具合の生じることが予想される。そのような不具合が発見されると、垂直プローブカードを検査装置から取り外して保守点検を行ったり、必要ならば交換される。垂直プローブピン16の不具合は、例えば、いくつかの垂直プローブピンをアライメントピンとして予め選択し、半導体素子が接触していない状態で、アライメントピンの先端の高さ(z軸方向の位置)を例えば光学的なカメラ22を用いて測定し、各ピンについて測定された高さの高低差が所定値より大きいことを検出することで見出される。総てのピンについて高さの測定を行ってもよいが、ピン数は用途にも依存するが例えば数千個も存在するので、ピン総ての高さ測定を行うことは現実的ではない。従って、ピンの先端の高さ測定は、所定数のアライメントピンについてのみ行われる。   Since the vertical probe pin 16 is moved and deformed many times, it is expected that a defect such as breaking or inadvertent bending occurs. When such a failure is found, the vertical probe card is removed from the inspection apparatus and maintenance is performed, or it is replaced if necessary. The trouble of the vertical probe pin 16 is, for example, that several vertical probe pins are selected in advance as alignment pins, and the height (position in the z-axis direction) of the alignment pin is set, for example, in a state where the semiconductor element is not in contact. It is found by measuring using an optical camera 22 and detecting that the height difference measured for each pin is greater than a predetermined value. Although the height of all pins may be measured, the number of pins depends on the application, but there are, for example, several thousand pins. Therefore, it is not practical to measure the height of all pins. Accordingly, the height of the tip of the pin is measured only for a predetermined number of alignment pins.

しかしながら、アライメントピンの先端位置の高低差が所定値より大きい場合でも、ピンに上記のような不具合が生じているとは限らない。例えば、図2に示されるように、垂直プローブピン16とその周囲の材料との間の摩擦等に起因して、垂直プローブピンが下方に降りてこない場合がある。このようにひっかかっている垂直プローブピン16’が、アライメントピンに選択されていたとすると、正常に降りたアライメントピン16との間で高低差が生じることになる。しかしながら、この場合に生じた高低差は、垂直プローブピンの不都合な変形を反映するものではない。垂直プローブピン16’でも良好に電気的な試験を行うことができるからである。従って、従来は、所定の垂直プローブピンの先端位置の高低差が所定値を超えた場合には、先ず垂直プローブカードが装置から取り外され、真に不具合が生じているか否かが、オペレータによって、例えば顕微鏡を用いて検査することで確認される。その結果、垂直プローブピンが真に破断等していた場合は必要な保守点検が行われる。一方、図2に示されるような状態であったことが確認されると、その垂直プローブカードは(ひっかかっていた垂直プローブピンを適切に戻した後に)再び検査装置に取り付けられ、再び検査に使用される。   However, even when the difference in height of the tip position of the alignment pin is larger than a predetermined value, the pin does not always have the above-described problem. For example, as shown in FIG. 2, the vertical probe pin may not descend downward due to friction between the vertical probe pin 16 and the surrounding material. If the vertical probe pin 16 ′ caught in this way is selected as an alignment pin, there will be a difference in level with the alignment pin 16 that has descended normally. However, the height difference that occurs in this case does not reflect inconvenient deformation of the vertical probe pin. This is because the electrical test can be performed well even with the vertical probe pin 16 '. Therefore, conventionally, when the height difference of the tip position of a predetermined vertical probe pin exceeds a predetermined value, the vertical probe card is first removed from the apparatus, and whether or not there is a real defect is determined by the operator. For example, it is confirmed by inspection using a microscope. As a result, if the vertical probe pin is truly broken or the like, necessary maintenance inspection is performed. On the other hand, when it is confirmed that the state is as shown in FIG. 2, the vertical probe card is attached to the inspection device again (after properly returning the caught vertical probe pin) and used again for the inspection. Is done.

しかしながら、所定の垂直プローブピンの先端位置の高低差が所定値を超えている場合に、その都度オペレータが介在して不具合の真偽を確認することは、検査のスループットを向上させる観点からは好都合ではない。   However, it is convenient from the viewpoint of improving the inspection throughput that the operator intervenes and confirms the true / false of the defect each time the height difference of the tip position of the predetermined vertical probe pin exceeds a predetermined value. is not.

一方、図3に示されるように、アライメントピンを、他のピンより長く作成し(16”)、垂直方向に動かないようにする試みもなされている。このようにすると、アライメントピンに真に不具合が生じた場合にのみ、測定値に高低差が生じるので、上記の問題を少なくとも部分的に解決することができる。しかしながら、そのような特殊な垂直プローブピン16”を設けることは、垂直プローブカードを特注することになり、コスト高になる。更に、アライメントピンは、他のピンと長さ及び機能が異なるので、他のピンで代用することはできない。従って、アライメントピンを柔軟に選択することはできなくなってしまう。   On the other hand, as shown in FIG. 3, an attempt has been made to make the alignment pin longer than the other pins (16 ″) and prevent it from moving in the vertical direction. The above problem can be solved at least in part because the difference in height occurs only in the case of a malfunction. However, the provision of such a special vertical probe pin 16 " The card will be specially ordered, resulting in high costs. Furthermore, since the alignment pin is different in length and function from the other pins, the other pins cannot be substituted. Therefore, the alignment pin cannot be selected flexibly.

垂直方向に不動の長い特殊ピンをアライメントピンにすることで、上記の問題を部分的に解決できるならば、総ての垂直プローブピンを不動の長いピンにしてしまうことが考えられるかもしれない。しかしながら、この種の検査装置の取引の実情を加味すると、そのような手法はそもそも実現化が困難であり、たとえ実現できたとしてもコスト高になってしまう。通常は、カード基板12と針保持ユニット14は別々の業者により別体として作成され、垂直プローブカードを製造する際に両者が結合される。従って、それらを結合する際に、垂直方向に不動のピン16の鎌首上の先端部が、カード基板12の電極13に必ず当接する程度に高精度にピン16の先端部を安価に加工することは困難である。従って、総てのピンを不動にすることは得策ではない。そもそも、垂直プローブ方式では、ピン16を可動にすることで、電気試験時に鎌首上の端部が常に電極13に接触することが保証され、垂直プローブカードを安価に作成している(但し、上述したような問題点を有する。)。   If the above-mentioned problem can be partially solved by using special pins that do not move in the vertical direction as alignment pins, it may be considered that all the vertical probe pins are used as pins that do not move. However, taking into account the actual situation of this type of inspection device transaction, it is difficult to realize such a method in the first place, and even if it can be realized, the cost becomes high. Usually, the card substrate 12 and the needle holding unit 14 are made as separate bodies by different vendors, and both are combined when manufacturing the vertical probe card. Therefore, when connecting them, the tip portion of the pin 16 that is stationary in the vertical direction is processed at a low cost with high accuracy to such an extent that the tip portion on the sickle neck of the pin 16 always contacts the electrode 13 of the card substrate 12. It is difficult. Therefore, it is not a good idea to fix all pins. In the first place, in the vertical probe method, by making the pin 16 movable, it is guaranteed that the end on the sickle neck always contacts the electrode 13 during the electrical test, and the vertical probe card is made inexpensively (however, the above-mentioned Have such problems.)

本発明は、上記の問題点の少なくとも1つに鑑みてなされたものであり、その課題は、垂直プローブカードを構成する1以上のプローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、1以上のプローブピンの正常性を確実に判別する半導体装置の試験装置及び試験方法を提供することである。   The present invention has been made in view of at least one of the above-mentioned problems, and its problem is that one or more terminals of an inspection target element are brought into contact with one or more probe pins constituting a vertical probe card. An object of the present invention is to provide a test apparatus and a test method for a semiconductor device that reliably determine the normality of one or more probe pins in an apparatus for performing a physical test.

開示される発明の一形態によれば、
垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃える手段と、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を測定する手段と、
垂直プローブピンの正常性を判別する手段とを備え、
前記位置を揃える手段が、垂直プローブピンに気流による力を作用させる
ことを特徴とする装置が使用される。

According to one aspect of the disclosed invention,
In an apparatus for performing an electrical test by contacting one or more terminals of an element to be inspected with one or more vertical probe pins movable in the vertical direction constituting a vertical probe card ,
Means for aligning the tips of one or more vertical probe pins;
Means for measuring the position of the tip of one or more vertical probe pins ;
Means for determining the normality of the vertical probe pin ,
The means for aligning the position applies a force due to airflow to the vertical probe pin.
A device is used which is characterized by that.

本発明によれば、垂直プローブカードを構成する1以上のプローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、1以上のプローブピンの正常性をより確実に判別することができる。   According to the present invention, in an apparatus for performing an electrical test by bringing one or more terminals of an inspection target element into contact with one or more probe pins constituting a vertical probe card, the normality of one or more probe pins is more reliably ensured. Can be determined.

本発明の一態様によれば、垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃えるように、前記1以上の垂直プローブピンに力が作用させられる。そして、1以上の垂直プローブピンの先端の位置が測定され、 測定された位置のばらつきに応じて、1以上の垂直プローブピンの正常性が判別される。   According to one aspect of the present invention, in an apparatus for performing an electrical test by bringing one or more terminals of an element to be inspected into contact with one or more vertical probe pins that constitute a vertical probe card and that are movable in the vertical direction, A force is applied to the one or more vertical probe pins so as to align the positions of the tips of the vertical probe pins. Then, the positions of the tips of the one or more vertical probe pins are measured, and the normality of the one or more vertical probe pins is determined according to the variation in the measured positions.

垂直プローブピンの先端位置がなるべく揃うように、ピンに何らかの力を作用させた後で、ピンの先端位置の測定が行われる。このため、ピン自体に不具合が生じていない場合に、所定値を超える高低差(ばらつき)が生じる可能性は顕著に低くなり、垂直プローブピンの正常性の判別を更に確実にすることができる。   After applying some force to the pin so that the tip positions of the vertical probe pins are aligned as much as possible, the tip position of the pin is measured. For this reason, when there is no problem in the pin itself, the possibility of an elevation difference (variation) exceeding a predetermined value is remarkably reduced, and the normality of the vertical probe pin can be further reliably determined.

本発明の一態様では、前記ばらつきが所定値より大きい場合に、前記垂直プローブカードが前記装置から取り外される。これにより、真に不具合の生じている可能性の高い場合にのみ、オペレータによる保守点検を行わせることができ、検査のスループット向上等に貢献することができる。   In one aspect of the invention, the vertical probe card is removed from the device when the variation is greater than a predetermined value. Thereby, maintenance inspection by the operator can be performed only when there is a high possibility that a problem is truly occurring, which can contribute to improvement of inspection throughput.

本発明の一態様によれば、アライメントピンと他のピンは構造及び機能が同じであるので、アライメントピンは任意に設定可能である。また、本発明の一態様では、特殊なピンが必要とされないので、安価に検査することができる。垂直プローブピンに力を作用させるための手段を新たに設けることを要するが、作用させる力は微力でよいので、そのような手段は安価に導入できる。   According to one aspect of the present invention, the alignment pin and other pins have the same structure and function, and therefore the alignment pin can be arbitrarily set. Further, in one embodiment of the present invention, a special pin is not required, so that inspection can be performed at a low cost. Although it is necessary to newly provide a means for applying a force to the vertical probe pin, since the force to be applied may be a slight force, such means can be introduced at low cost.

本発明の一態様では、垂直プローブピンは、気流による力を受ける。これにより、ピンに電磁気的な何らの影響も与えずに、ピンの先端位置を揃えることができ、ピンに余分な電磁気的特性を与えてしまう懸念を生じさせずに済む。   In one aspect of the invention, the vertical probe pin is subjected to a force from the airflow. As a result, the pin tip position can be aligned without any electromagnetic influence on the pin, and there is no fear of giving an extra electromagnetic characteristic to the pin.

本発明の一態様では、先端位置を揃えるための手段が、空気を噴出又は吸引するための端部を有し、該端部は、前記垂直プローブカードの一面から突出する1以上の垂直プローブピンを包囲する。これにより、1以上の垂直プローブピンに一括的に簡易且つ効果的に力を作用させることができる。   In one aspect of the present invention, the means for aligning the tip position has an end portion for ejecting or sucking air, and the end portion protrudes from one surface of the vertical probe card. Besiege. Thereby, a force can be easily and effectively applied to one or more vertical probe pins at once.

本発明の一態様では、垂直プローブピンは、電気的又は磁気的な力を受ける。これにより、空気を噴出又は吸引するポンプのような大がかりな装置構成を必要とせずに、装置を簡易に構成することができる。   In one aspect of the invention, the vertical probe pin is subjected to electrical or magnetic forces. Thereby, an apparatus can be simply comprised, without requiring a large-scale apparatus structure like the pump which ejects or attracts | sucks air.

図4は、本発明の一実施例による検査装置の概略図を示す。本実施例でも半導体素子を検査するために垂直プローブカードが使用される。検査装置は、不図示のカード基板に設けられた針保持ユニット14と、多数の垂直プローブピン(検査針)16と、ステージ20と、カメラ22と、エアーユニット42とを有する。針保持ユニット14は、垂直プローブピン16が、図中z軸で示される垂直方向に一定の距離だけ可動であるように垂直プローブピン16を保持する。垂直プローブピン16の各々は、図示されているように、直線状の部分と湾曲した部分とを有し、ピンの一端は鎌首状の形状を有し、カード基板側の電極13に接触可能であり、ピンの他端は半導体素子のコンタクトパッドに接触可能である。測定対象の半導体素子18は、ステージ20に搭載され、z軸方向及びそれに垂直な方向に適切に動かされる。   FIG. 4 shows a schematic diagram of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Also in this embodiment, a vertical probe card is used to inspect the semiconductor element. The inspection apparatus includes a needle holding unit 14 provided on a card substrate (not shown), a large number of vertical probe pins (inspection needles) 16, a stage 20, a camera 22, and an air unit 42. The needle holding unit 14 holds the vertical probe pin 16 so that the vertical probe pin 16 is movable by a certain distance in the vertical direction indicated by the z-axis in the drawing. As shown, each of the vertical probe pins 16 has a straight portion and a curved portion, and one end of the pin has a sickle shape, and can contact the electrode 13 on the card substrate side. Yes, the other end of the pin can contact the contact pad of the semiconductor element. The semiconductor element 18 to be measured is mounted on the stage 20 and is appropriately moved in the z-axis direction and the direction perpendicular thereto.

検査装置には、エアーユニット部42も用意される。エアーユニット部42は、概して漏斗のような形状を有し、1以上の垂直プローブピン16を覆う程度に広く開口した端部42と、空気を噴出又は吸引するポンプに接続される端部46とを有する。エアーユニット部42は、z軸方向及びそれに垂直な方向に適切に動かされる。本実施例では、エアーユニット部42及びステージ20はどの方向にも可動であるが、針保持ユニット14等を含む垂直プローブカードは固定されている。   An air unit 42 is also prepared in the inspection apparatus. The air unit portion 42 has a generally funnel-like shape, and has an end portion 42 that is wide enough to cover one or more vertical probe pins 16 and an end portion 46 that is connected to a pump that blows out or sucks air. Have The air unit 42 is appropriately moved in the z-axis direction and the direction perpendicular thereto. In this embodiment, the air unit 42 and the stage 20 are movable in any direction, but the vertical probe card including the needle holding unit 14 and the like is fixed.

図5は、本発明の一実施例による方法のフローチャートを示す。フローはステップ502から始まり、このステップでは、ステージ20を適切に動かすことで、半導体素子18と垂直プローブピンとの位置関係が適切に調整される。より具体的には、任意に選択されたピンの位置情報に基づいて、そのピン16と、そのピンに対応するコンタクトパッド19との位置が適合するようにステージ20が動かされる。   FIG. 5 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention. The flow starts from step 502. In this step, the positional relationship between the semiconductor element 18 and the vertical probe pins is appropriately adjusted by moving the stage 20 appropriately. More specifically, the stage 20 is moved so that the positions of the pin 16 and the contact pad 19 corresponding to the pin are matched based on the position information of the arbitrarily selected pin.

ステップ504では、多数の垂直プローブピン16のうち、先端の高さ(z軸方向の位置)の測定を行うように予め選択された複数のピン(アライメントピン)の先端の高さが実際に測定される。測定は、例えば光学的なカメラ22でアライメントピンの先端を撮影することで行われる。   In step 504, among the many vertical probe pins 16, the heights of the tips of a plurality of pins (alignment pins) preselected to measure the heights of the tips (positions in the z-axis direction) are actually measured. Is done. The measurement is performed, for example, by photographing the tip of the alignment pin with the optical camera 22.

ステップ506では、高さの複数の測定値間のばらつき(高低差)が所定の閾値と比較される。閾値は、垂直プローブピン16の長さのばらつき(例えば20μm)よりも大きな値(例えば、30μm)に設定される。高低差が閾値より小さかったならば、アライメントピンの先端は適切に揃っている。従って、フローはステップ518に進み、半導体素子18の電気的試験が行われる。一方、高低差が閾値以上であったならば、フローはステップ508に進む。   In step 506, the variation (height difference) between the plurality of measured values of height is compared with a predetermined threshold value. The threshold value is set to a value (for example, 30 μm) larger than the length variation (for example, 20 μm) of the vertical probe pins 16. If the height difference is smaller than the threshold value, the tips of the alignment pins are properly aligned. Accordingly, the flow proceeds to step 518 and an electrical test of the semiconductor element 18 is performed. On the other hand, if the height difference is greater than or equal to the threshold, the flow proceeds to step 508.

ステップ508では、アライメントピンの高さを揃える動作が行われる。このステップでは、測定対象の半導体素子が垂直プローブカードから引き離され、垂直プローブカードにエアーユニット部42が取り付けられる。そのような位置関係になるように、エアーユニット部42が動かされる。図6は垂直プローブカードにエアーユニット部42を取り付けた後の様子を示す。図6に示されるエアーユニット部42は、図4とは異なり、端面図の形式で示されている点に留意を要する。図示されているように、エアーユニット部42は、垂直プローブカードの一面から突出した1以上の垂直プローブピン16を開口部44内に含むように針保持ユニット14に取り付けられる。不図示のポンプから送られてくる空気は、エアーユニット部42の端部46を介して幅広の開口部44から噴射される。噴射された空気はピンに刺激を与え(気流による力をピンに作用させ)、不揃いのピン16’が自重により下降することを促す。ピン16’と周囲の材料との間の摩擦力は微小なものであるため、ピン16’に何らかの力が少しでも加われば、ひっかかっていたピンはその自重により適切に下方に落ちる。これにより、アライメントピンの先端は、それが真に不具合を生じていない限り適切に揃う又は少なくともその可能性が大きくなる。エアーユニット部42の噴射する空気の流量は、不揃いのピン16’の落下を動機付ける程度でよい。   In step 508, an operation for aligning the heights of the alignment pins is performed. In this step, the semiconductor element to be measured is separated from the vertical probe card, and the air unit 42 is attached to the vertical probe card. The air unit 42 is moved so as to achieve such a positional relationship. FIG. 6 shows a state after the air unit 42 is attached to the vertical probe card. It should be noted that the air unit 42 shown in FIG. 6 is shown in the form of an end view, unlike FIG. As illustrated, the air unit portion 42 is attached to the needle holding unit 14 so as to include one or more vertical probe pins 16 protruding from one surface of the vertical probe card in the opening 44. Air sent from a pump (not shown) is ejected from the wide opening 44 through the end 46 of the air unit 42. The injected air gives a stimulus to the pin (force of airflow acts on the pin) and prompts the uneven pin 16 'to descend due to its own weight. Since the frictional force between the pin 16 ′ and the surrounding material is very small, if any force is applied to the pin 16 ′, the pin that has been caught falls appropriately downward due to its own weight. As a result, the tips of the alignment pins are properly aligned or at least more likely as long as it does not really cause a malfunction. The flow rate of the air jetted by the air unit 42 may be such that the irregular drop of the pin 16 ′ is motivated.

ステップ510では、エアーユニット部42が垂直プローブカードから外され、ステップ502と同様に、ステージ20を適切に動かすことで、半導体素子18とピンとの位置関係が適切に調整される。任意に選択されたピン(又はステップ502で選択されたピン)の位置情報に基づいて、そのピン16と、そのピンに対応するコンタクトパッド19との位置が適合するようにステージ20が動かされる。   In step 510, the air unit portion 42 is removed from the vertical probe card, and the positional relationship between the semiconductor element 18 and the pins is appropriately adjusted by appropriately moving the stage 20 as in step 502. Based on the position information of the arbitrarily selected pin (or the pin selected in step 502), the stage 20 is moved so that the positions of the pin 16 and the contact pad 19 corresponding to the pin match.

ステップ512では、ステップ504と同様に、複数のアライメントピンの先端の高さが測定される。   In step 512, as in step 504, the heights of the tips of the plurality of alignment pins are measured.

ステップ514では、ステップ506と同様に、高さの複数の測定値間のばらつき(高低差)が所定の閾値と比較される。閾値は、垂直プローブピン16の長さのばらつき(例えば20μm)よりも大きな値に設定され、ステップ506で使用する閾値と同一でもよいし、異なっていてもよい。高低差が閾値より小さかったならば、フローはステップ516に進み、半導体素子18の電気的試験が行われる。   In step 514, as in step 506, the variation (height difference) between the plurality of height measurement values is compared with a predetermined threshold value. The threshold value is set to a value larger than the length variation (for example, 20 μm) of the vertical probe pin 16 and may be the same as or different from the threshold value used in step 506. If the elevation difference is less than the threshold, the flow proceeds to step 516 and the semiconductor device 18 is electrically tested.

ステップ516に至る場合は、ステップ508で高さを揃える動作が行われたにもかかわらず、高低差が閾値以上であった場合であるので、真に不具合が生じている可能性が高い。このため、ステップ516では、垂直プローブカードを装置から取り外し、オペレータによる保守点検が行われ、必要ならば、垂直プローブカードが別のものに交換される。これにより、不具合の生じていない垂直プローブカードが検査装置に備わることになる。   In the case of reaching step 516, although the height adjustment operation is performed in step 508, the difference in height is equal to or greater than the threshold value, so there is a high possibility that a problem has occurred. For this reason, in step 516, the vertical probe card is removed from the apparatus and serviced by the operator, and if necessary, the vertical probe card is replaced with another. As a result, the inspection apparatus is provided with a vertical probe card that does not have a defect.

以後、フローはステップ516に進み、半導体素子18の電気的試験が行われる。   Thereafter, the flow proceeds to step 516, and an electrical test of the semiconductor element 18 is performed.

図5に示される方法は、単なる一例に過ぎない。例えば、ステップ502,504,506を省略し、ステップ508以降の工程のみを実行してもよい。   The method shown in FIG. 5 is merely an example. For example, steps 502, 504, and 506 may be omitted, and only the steps after step 508 may be executed.

本実施例では、エアーユニット部42は、垂直プローブピン16に空気を噴射していたが、他の実施例では逆に空気を吸引してもよい。いずれにせよ、何らかの力学的な刺激を不揃いのピンに作用させることができればよいからである。空気を噴射するにしても吸引するにしても、ピンに力を効果的に作用させるには、ピンの近辺で気流を生じさせることが望ましい。そのような観点からは、図7に示されるように、エアーユニット部42の壁面に空気を流通させるための1以上の穴(流通孔)72を設けることが望ましい。図7は、図6とは異なり、針保持ユニット14及びエアーユニット部42の外部形状を示している点に留意を要する。更に、気流をピンに作用させる観点からは、穴の位置は、ピンの先端部に近いことが望ましい。   In the present embodiment, the air unit portion 42 injects air to the vertical probe pin 16, but in other embodiments, air may be sucked in reverse. In any case, it is sufficient that some mechanical stimulus can be applied to the irregular pins. Regardless of whether the air is jetted or sucked, it is desirable to generate an airflow in the vicinity of the pin in order to effectively apply a force to the pin. From such a viewpoint, as shown in FIG. 7, it is desirable to provide one or more holes (flow holes) 72 for circulating air on the wall surface of the air unit portion 42. It should be noted that FIG. 7 shows the external shapes of the needle holding unit 14 and the air unit portion 42, unlike FIG. Furthermore, it is desirable that the position of the hole is close to the tip of the pin from the viewpoint of causing the airflow to act on the pin.

更に、何らかの力学的な刺激を不揃いのピンに作用させる観点からは、気流による力だけでなく、電気や磁気による力をピンに作用させてもよい。但し、ステップ518で行う電気的な試験に何らの影響も与えない観点からは、空気による力を作用させることがよいかもしれない。空気を噴出又は排出するポンプのような比較的大掛かりな機構を設けずに、装置構成の簡易化を図る観点からは、電気や磁気による力をピンに作用させることが好ましい。   Furthermore, from the viewpoint of applying some mechanical stimulus to the irregular pins, not only the force due to the airflow but also the force due to electricity or magnetism may be applied to the pins. However, from the viewpoint of having no influence on the electrical test performed in step 518, it may be preferable to apply air force. From the viewpoint of simplifying the configuration of the apparatus without providing a relatively large mechanism such as a pump for ejecting or discharging air, it is preferable to apply an electric or magnetic force to the pin.

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。   Hereinafter, the means taught by the present invention will be listed as an example.

(付記1)
垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃える手段と、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を測定する手段と、
垂直プローブピンの正常性を判別する手段とを備える装置。
(Appendix 1)
In an apparatus for performing an electrical test by contacting one or more terminals of an element to be inspected with one or more vertical probe pins movable in the vertical direction constituting a vertical probe card,
Means for aligning the tips of one or more vertical probe pins;
Means for measuring the position of the tip of one or more vertical probe pins;
Means for discriminating the normality of the vertical probe pins.

(付記2)
前記位置を揃える手段が、垂直プローブピンに気流による力を作用させる
ことを特徴とする付記1記載の装置。
(Appendix 2)
The apparatus according to claim 1, wherein the means for aligning the position causes a force due to an air current to act on the vertical probe pin.

(付記3)
前記位置を揃える手段が、空気を噴出又は吸引するための端部を有し、該端部は、前記垂直プローブカードの一面から突出する1以上の垂直プローブピンを包囲する
ことを特徴とする付記1記載の装置。
(Appendix 3)
The means for aligning has an end portion for ejecting or sucking air, and the end portion surrounds one or more vertical probe pins protruding from one surface of the vertical probe card. The apparatus according to 1.

(付記4)
前記位置を揃える手段が、垂直プローブピンに電気的な力を作用させる
ことを特徴とする付記1記載の装置。
(付記5)
前記位置を揃える手段が、垂直プローブピンに磁気的な力を作用させる
ことを特徴とする付記1記載の装置。
(Appendix 4)
The apparatus according to claim 1, wherein the means for aligning the position applies an electric force to the vertical probe pin.
(Appendix 5)
The apparatus according to claim 1, wherein the aligning means applies a magnetic force to the vertical probe pin.

(付記6)
垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、1以上の垂直プローブピンの正常性を判別する方法であって、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃えるように、前記1以上の垂直プローブピンに力を作用させ、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を測定し、
測定された位置のばらつきに応じて、1以上の垂直プローブピンの正常性を判別する
ことを特徴とする方法。
(Appendix 6)
In an apparatus for performing an electrical test by contacting one or more terminals of an element to be inspected with one or more vertical probe pins movable in the vertical direction constituting a vertical probe card, the normality of the one or more vertical probe pins is determined. A method,
A force is applied to the one or more vertical probe pins to align the tips of the one or more vertical probe pins;
Measure the position of the tip of one or more vertical probe pins,
A method for determining the normality of one or more vertical probe pins according to variations in measured positions.

(付記7)
1以上の垂直プローブピンに作用させる力が、気流、電気又は磁気による力である
ことを特徴とする付記6記載の方法。
(Appendix 7)
The method according to claim 6, wherein the force applied to the one or more vertical probe pins is an airflow, electricity, or magnetic force.

(付記8)
前記ばらつきが所定値より大きい場合に、前記垂直プローブカードを前記装置から取り外す
ことを特徴とする付記6記載の方法。
(Appendix 8)
The method according to claim 6, wherein the vertical probe card is removed from the apparatus when the variation is larger than a predetermined value.

垂直プローブカードを用いて半導体素子を検査する装置の概略図を示す。1 shows a schematic diagram of an apparatus for inspecting semiconductor elements using a vertical probe card. 垂直プローブピンの先端位置に高低差が生じている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the height difference has arisen in the front-end | tip position of a vertical probe pin. 垂直プローブピンの不具合を検出する従来の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the conventional which detects the malfunction of a vertical probe pin. 本発明の一実施例による検査装置の概略図を示す。1 shows a schematic view of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. 垂直プローブピンの正常性を判別する方法のフローチャートを示す。5 shows a flowchart of a method for determining normality of a vertical probe pin. エアーユニット部を装着した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the air unit part was mounted | worn. 壁面に流通孔を有するエアーユニット部を装着した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the air unit part which has a through-hole in a wall surface was mounted | worn.

符号の説明Explanation of symbols

12 カード基板; 14 針保持ユニット; 16,16’,16” 垂直プローブピン; 18 半導体素子; 19 コンタクトパッド; 20 ステージ; 22 カメラ;
42 エアーユニット部; 44 開口端部; 46 端部; 72 穴
12 card board; 14 needle holding unit; 16, 16 ', 16 "vertical probe pin; 18 semiconductor element; 19 contact pad; 20 stage; 22 camera;
42 Air unit part; 44 Open end part; 46 End part; 72 holes

Claims (3)

垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃える手段と、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を測定する手段と、
垂直プローブピンの正常性を判別する手段とを備え
前記位置を揃える手段が、垂直プローブピンに気流による力を作用させる
ことを特徴とする装置。
In an apparatus for performing an electrical test by contacting one or more terminals of an element to be inspected with one or more vertical probe pins movable in the vertical direction constituting a vertical probe card,
Means for aligning the tips of one or more vertical probe pins;
Means for measuring the position of the tip of one or more vertical probe pins;
Means for determining the normality of the vertical probe pin ,
The means for aligning the position applies a force due to airflow to the vertical probe pin.
A device characterized by that .
垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃える手段と、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を測定する手段と、
垂直プローブピンの正常性を判別する手段とを備え
前記位置を揃える手段が、空気を噴出又は吸引するための端部を有し、該端部は、前記垂直プローブカードの一面から突出する1以上の垂直プローブピンを包囲する
ことを特徴とする装置。
In an apparatus for performing an electrical test by contacting one or more terminals of an element to be inspected with one or more vertical probe pins movable in the vertical direction constituting a vertical probe card,
Means for aligning the tips of one or more vertical probe pins;
Means for measuring the position of the tip of one or more vertical probe pins;
Means for determining the normality of the vertical probe pin ,
The means for aligning has an end for blowing or sucking air, the end surrounding one or more vertical probe pins protruding from one side of the vertical probe card.
A device characterized by that .
垂直プローブカードを構成する垂直方向に可動な1以上の垂直プローブピンに検査対象素子の1以上の端子を接触させて電気的試験を行う装置において、1以上の垂直プローブピンの正常性を判別する方法であって、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を揃えるように、前記1以上の垂直プローブピンに力を作用させ、
1以上の垂直プローブピンの先端の位置を測定し、
測定された位置のばらつきに応じて、1以上の垂直プローブピンの正常性を判別する工程を有し、
1以上の垂直プローブピンに作用させる力が、気流、電気又は磁気による力である
ことを特徴とする方法。
In an apparatus for performing an electrical test by contacting one or more terminals of an element to be inspected with one or more vertical probe pins movable in the vertical direction constituting a vertical probe card, the normality of the one or more vertical probe pins is determined. A method,
A force is applied to the one or more vertical probe pins to align the tips of the one or more vertical probe pins;
Measure the position of the tip of one or more vertical probe pins,
Determining the normality of one or more vertical probe pins according to variations in measured positions ;
A method characterized in that the force acting on one or more vertical probe pins is an airflow, electricity or magnetism force .
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