JPH01276073A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、プローブ装置に関する。

（従来の技術） 一般に、プローブカードは、被検査体例えば半導体ウェ
ハ上に形成されたＩＣチップの電極パッドとテスタを接
触的に電気的に配線する接続体として用いられている。

今般、微細化技術の革新により、ＩＣチップの高集積化
が進み、ＩＣチップを構成する端子数が増加し、即ち、
１チツプあたりの電極パッド数が増加している。この増
加した電極パッドをもつＩＣチップを検査する際に、プ
ローブ装置例えばプローブカード技術も対応して要求さ
れている６例えばプローブカードのプローブ端子数を増
加したものが必要である。このプローブカードのプロー
ブ端子数を増加する手段として、プローブ端子を被検査
測定体に対してほぼ垂直に実装したものが提案されてい
る０例えば特開昭６０−１８９９４９号、特開昭６１−
１５４１３７号、特開昭６１−２０５８７０号、実公昭
６２−４４３６５号公報などには、電気的に導通する如
く配線された基板にプローブ端子を垂直固定したものが
提案され、又、特公昭５ｇ−１１７４１号、実開昭５７
−４７５５号、実開昭５８−１４８９３５号、実公昭５
９−１２６１５号、実公昭６２−３６１３９号公報など
には、電気的に導通する如く配線された基板とプローブ
端子とを導電性のバネ等の弾性体を介して接続したもの
が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記記載の基板にプローブ端子を垂直固
定したものでは、検査時に、プローブ端子と被検査測定
体を接触させた時、さらにオーバードライブをかけるた
め、プローブ端子に歪等のダメージを与え、プローブ端
子が脆くなり耐久性に欠けているという問題があった。

又この問題の対策として、基板とプローブ端子とを、導
電性のスプリング等の弾性体を介して接続したものがあ
るが、スプリング等を介すると電気的導電率が悪く正確
な検査を行なえず、又、プローブカードの製造において
も、＊雑な構成となるため、微細な部品を取り付けるの
は困難であり。

正確な製造には長時間を必要とし汎用性に欠けていた。

さらに、プローブ用探針として、高周波特性用の同軸探
針を用いた場合、微細ピッチで高密度で実装するには、
たとえ同軸探針を用いたとしてもノイズの重畳を防止す
ることはできなかった。

この発明は上記点に対処してなされたもので。

被測定体とテスタを電気的に配線する際に、微細ピッチ
の被測定体の電極パッドに対応して同軸探針を設置でき
、高周波特性の測定に際しても、ノイズの重畳を低減し
、より正確な高周波測定を実行できるプローブ装置を提
供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、被測定体に複数本の同軸探針を夫々接触さ
せて電気的接続をとる装置において、上記同軸探針を被
測定体に接触させた時の接触圧力が分配されるように各
回軸探針を支持したことを特徴とする。

（作用効果） 被測定体に接触した時力接触圧力が分配されるように同
軸探針を支持したことにより、微細ピッチの被測定体の
電極パッドに対応して同軸探針を設置でき、高周波特性
の測定に際しても、ノイズの重畳を低減し、より正確な
高周波測定を実行できる効果が得られる。

（実施例） 次に１本発明プローブ装置の一実施例を図面を参照して
説明する。

まず、プローブ装置■の構成は、第１図に示すように、
被測定体例えば半導体ウェハ■に形成されたＩＣチップ
（２ａ）の電極パッド■の配列パターンに対応した位置
に、高周波特性の測定に対応した同軸探針（イ）が複数
配設されている。この同軸探針（イ）は、第２図に示す
ように、例えば芯線となる中針部に直径例えば５０ｐの
弾性変形可能な材質例えばタングステン等からなる導体
針■と、この導体針０の被測定体と接触する部分である
露出部（６ａ）を除いて例えばテフロン等の絶縁部材■
を導体針０に外径例えば１２０４が周設され、この絶縁
部材■を覆う如く導電部材■例えば鋼管等を外径例えば
２００−となるように設けられたものである。

このような各同軸探針に）は、第１図Ｂに示めす如く弾
性変形可能な電気的導電性樹脂■により位置決めされる
と共に半導体ウェハ■近傍においてはウェハ■に対して
垂直に支持案内される。上記電導電性樹脂■は、無機や
有機の導電材料と樹脂の組み合わせによってつくられた
複合系の導電性樹脂である。ここで、上記導電材料とし
て、例えば金、銀、銅やアルミニウム、パラジウムなど
の金属粉末を主たる原料とし、その他に、炭素繊維（カ
ーボンブラック、グラファイト）などを用い。

これらを樹脂例えばシリコーン系樹脂に、例えば数１０
％程度添加したものである。さらに、導電性を向上させ
るために、ケイ素加合物やチタン系の金属化合物を併用
したり、プラスイオンを含んだ高分子の電解質を加えて
も良い、そして、上記各同軸探針に）を支持した導電性
樹脂０の周囲は、この導電性樹脂０）を包囲する如く弾
性変形をしない支持体により支持されている。即ち、側
面は、セラミックス製の側面体（１０）により支持され
ていて、上面および下面は、上記同軸探針（至）を所定
の位置にガイドするために、所定の位置にガイド孔（ｌ
ｌａ）が設けられた２枚のガイド板（１１）により挟ま
れている。このガイド板（１１）は、電磁波吸収体とし
て導電性の金属を用いると、より安定した高周波測定が
実行できる。ここで、第１図に示すように、上記同軸探
針に）において、上記導電性樹脂■内からウェハ■側に
導出している位置までは、はぼ垂直に構成されている。

又、他端側に導出している同軸探針に）は、上記セラミ
ックス製の側面体（ｌＯ）の外周に設けられたプリント
基板（１２）上に、夫々絶縁して形成された電気的に導
通可能な導体パターン（１３）に、例えば同軸探針に）
を湾曲させて配線されている。そして、上記導体パター
ン（１３）の−端は、被測定体の検査測定装置であるテ
スタ（図示せず）に接続する図示しない端子に配線され
ている。

上記のようにプローブ装置■が構成されている。

次に上述したプローブ装置■の製造方法について説明す
る。

第３図に示すように、まず１例えば中央に円形状に開孔
が設けられた厚さ例えばｌＯａｍ程度のセラミックス製
の側面体（ｌＯ）の上面および下面に、同軸探針（イ）
を垂直にガイドするガイド板（１１）を平行に配設する
。この各ガイド板（１１）は、材質が電磁波吸収体であ
る金属製であり、予め定められた位置、即ち、測定検査
対象例えばＩＣチップの電極パッドの配列パターンに対
応した各位置に、直径例えば１００４程度の小孔即ちガ
イド孔（ｌｌａ）が多数設けられている。又、上記上面
および下面に設けられた各ガイド板（１１）の各ガイド
孔（ｌｌａ）は、夫々同軸状に設けられている。ここで
、上記各ガイド板（１１）に設けられた各同軸状のガイ
ド孔（ｌｌａ）に、同軸探針に）を挿入し、先端即ち道
端である同軸探針（へ）の露出部（６ａ）が、下面側の
ガイド板（１１）から例えば３００．程度導出するよう
に設定する。

すべての同軸探針（へ）を設定した後に、側面体（１０
）および上面・下面に配置された２枚のガイド板（１１
）により形成された空間（１４）内に、上記各同軸探針
に）を保持および同軸探針に）が電極パッド■に接触し
た時の接触圧力を同軸探針に）の弾性力と分配するため
に液状の電気的導電性樹脂■を予め上面のガイド板（１
１）に設けられた開口（１５）から流入する。この流入
後、上記状態を保ちながら導電性樹脂０を常温で硬化さ
せる。そして、上面側に導出している同軸探針に）を湾
曲させて、プリント基板（１２）の上面に形成された導
体パターン（１３）に接続例えば半田付けし、プローブ
装置ωは完成する。

次に、上記製造したプローブ装置■を、半導体ウェハ■
の測定装置（図示せず）に配置し、半導体ウェハ■の測
定における動作作用を説明する。

まず、被測定体例えば半導体ウェハ■を、プローブ装置
■の設置対向位置に設置する。

ここで、ウェハ■とプローブ装置ωとを相対的に上下方
向に移動例えばウェハ■を上昇して、探針装置■の各同
軸探針に）の先端の露出部（６ａ）とウェハ■の電極パ
ッド■を当接させる。ここで、さらにウェハ■を上昇し
、即ち、オーバードライブを例えば６０〜１０Ｇ、かけ
る、このオーバードライブにより、同軸探針に）の先端
でウェハ■の電極パッド■に被着した酸化膜等を破壊し
、同軸探針に）の先端と電極パッド■の導電部材とを正
確に接続する。この時、保護のため各同軸探針に）は、
同軸探針に）の弾性力および電気的導電性樹脂０の縦方
向の弾性力に分配されて上方向に押し上げられる。

この電気的導電性樹脂■の弾性力は、同軸探針に）をガ
イドする小径孔（ｌｌａ）のあるガイド板（１１）を導
電性樹脂■の上・下面に設けたことにより、横方向に同
軸探針に）がブレるのを防止し、弾性変形領域を、同軸
探針に）の周辺位置に限定している。

上記のような接続状態で、ＩＣチップの入力電極にテス
タ（図示せず）から出力された高周波テスト信号゛を同
軸探針（イ）より印加し、ＩＣチップの出力電極■に発
生する電気的信号を他の同軸探針に）からテスタに出力
し、テスタで期待される信号と比較してＩＣチップの良
否および機能レベルを判定する。この検査測定終了後、
ウェハ■を所定量だけ下降する。二のことにより同軸探
針に）と電極パッド■は非接触状態となる。この時同軸
探針に）は、電気導電性樹脂■の弾性変形により１元の
位置に復帰する。

上述したように、同軸探針を弾性変形可能な電気的導電
性の材質で保持し、ガイド板を電磁波吸収体の金属で構
成したことにより、同軸探針の芯線である導体針へのノ
イズの重畳を低減でき、正確な高周波測定を実行できる
。又、このことにより、デバイス試験全体で異常発振の
誘発を防止し。

測定系の安定化をもたらす。

この発明は上記実施例に限定するものではなく、探針を
同軸探針ではなく通常の探針を用いる場合について次に
説明する。

このプローブ装置は、第４図に示すように、材質例えば
タングステンの探針（１７）がセラミックス製の側面体
（１８）に所定の間隔を設けた２枚のガイド板（１９）
のガイド孔（１９ａ）にガイドされている。

そして、この探針（１７）は弾性変形可能な電気的絶縁
性で透過可能な樹脂例えばシリコーン合成樹脂（２０）
により支持され又、湾曲部には、電気絶縁体合成樹脂（
２０）の弾性力は、探針（１７）をガイドするガイド孔
（１９ａ）のあるガイド板（１１）を、シリコーン合成
樹脂（２０）の上下面に設けたことにより、横方向に探
針（１７）がブレるのを防止することはもちろんのこと
、探針（１７）が上下動する場合、樹脂内部でのミクロ
ブラウン運動により透過目視が阻害されるのを、ガイド
板（１９）の上下の圧着を利用して１弾性変形の領域を
探針の周辺部に限定するので、透過目視を容易にするも
のである。又、このようなプローブ装置を製造する際の
シリコーン合成樹脂を硬化させる手段としては、オーブ
ン等を使用して高温で硬化させても良く、又、探針を支
持する樹脂を、紫外線や遠紫外線硬化゛樹脂として、そ
れらの樹脂に、紫外線や遠紫外線を照射して、樹脂を硬
化するようにしても良い。

さらに、第５図に示すように、同軸探針に）と導電性樹
脂０が設けられた電気的絶縁性の上面に、テスタ（図示
せず）と配線される如く電気的導体パターン（２１）を
形成し、この導体パターン（２１）に同軸探針に）を湾
曲させて接着例えば半田付けしても、上記実施例と同様
の効果が得られる。

さらに又、被測定体は半導体ウェハ■に限定するもので
はなく１例えばＬＣＤ基板（２２）の電気的測定を実行
する場合、上記ＬＣＤ基板（２２）の周縁にほぼ同一ピ
ッチで設けられた電極パッド（２３）に対応して第６図
に示すように探針（２４）を上記実施例の様に配設して
、−指接触可能なようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのプローブ装
置の構成図、第２図は第１図の同軸探針の構成図、第３
図は第１図のプローブ装置の製造説明図、第４図・第５
図・第６図は第１図の他の実施例説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測定体に複数本の同軸探針を夫々接触させて電気的
   接続をとる装置において、上記同軸探針を被測定体に接
   触させた時の接触圧力が分配されるように各同軸探針を
   支持したことを特徴とするプローブ装置。