JPH05218149A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えばウエハ上のＩＣチップについて高い精
度で電気的測定を行い、かつ高い周波数で測定可能にす
ること。 【構成】 ウエハＷ上のＩＣチップに接触されるプロー
ブ針２１を備えたプローブカード２にインターフェイス
ボード５を一体的に設け、このインターフェイスボード
５を介してプローブカード２とテストヘッド３のパフォ
ーマンスボード３１とを電気的に接触させるようにす
る。インターフェイスボード５はプリント基板６の両面
に夫々ゴムシート７を貼着して構成され、このゴムシー
ト７は、パフォーマンスボード３１及びプローブカード
２の各電極３２、２４に対応する部分においては、加圧
されて導電性となる加圧導電ゴムよりなる接触部７１が
形成され、その他の部分は絶縁ゴム層７２により構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プローブ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
ウエハ内にＩＣチップが完成した後、各チップに分断さ
れてパッケージングされるが、パッケージングされる前
に不良チップを排除するためにプローブ装置によりウエ
ハ内の各チップに対してプローブテストと呼ばれる電気
的測定が行われる。

【０００３】従来のプローブ装置は、例えば図４に示す
ように筐体１内にＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能なウエ
ハ保持台１１を配置すると共に、このウエハ保持台１１
の上方側に、プローブ針２１を備えたプローブカード２
を設け、常時突出方向に付勢されたいわゆるポゴピン２
２を備えたインサートリング２３を介して、前記プロー
ブカード２を筐体１に装着し、更に図示しないテスタに
電気的に接続されたテストヘッド３のパフォーマンスボ
ード３１を前記インサートリング２３の上面に対して接
離するように回動自在に設けて構成されている。

【０００４】このような装置ではウエハ保持台１１を上
昇させて、プローブ針２１をウエハＷ内のＩＣチップの
電極パッドに位置合わせした状態で接触させると共に、
テストヘッド３のパフォーマンスボード３１をインサー
トリング２３のポゴピン２２を介してプローブカード２
に電気的に接触させ、図示しないテスタにより電気的測
定を行ってＩＣチップの良否を判定するようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来のプロー
ブ装置では、パフォーマンスボード３１の電極とプロー
ブカード２の電極とを電気的に接触させるために、ポゴ
ピン２２を用いているが、ポゴピン２２は、弾性体の復
元力を利用して確実な接触状態を得るものであるから、
所定のストロークを確保するためにインサートリング２
３の高さが最低でも３０ｍｍ程度必要になるため、両端
にポゴピン２２を備えた接触部の厚さは、６０ｍｍ以上
となってしまう。

【０００６】しかしながらパフォーマンスボード３１と
プローブカード２１とが６０ｍｍ以上も離れていると、
インピーダンスのマッチングをとりかつノイズの影響を
避けるためにはポゴピンの周囲を絶縁物で囲む同軸構造
が必要となり、またインサートリング２３の信号路には
インピーダンス、コンダクタンス、インダクタンスが存
在するため、チップに入力される検査用のパルスあるい
はチップからパフォーマンスボード３１に入力されるパ
ルスについて大きな波形歪みが生じ、精度の高い検査が
困難になる。そして高周波のパルスの伝送においては、
信号ケーブルの長さに比例してパルス遅れが生じるの
で、検査パルスの周波数を高くすることには制限があ
り、スーパーコンピュータ等に利用されるチップのよう
に極めて高速な処理が要求されるチップの特性検査を行
うには不十分であった。

【０００７】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、精度の高い測定を行うこと
ができ、しかも高周波数で測定することが可能なプロー
ブ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検査体の電
極パッドにプローブカードのプローブ針を接触させると
共に、プローブカードの電極とテストヘッドの電極とを
電気的に接触させ、被検査体の電気的特性を測定するプ
ローブ装置において、プローブカードの電極とテストヘ
ッドの電極との間に、加圧されたときに導電性となる加
圧導電ゴムよりなる接触部を介在させたことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】例えばプリント基板の両面にて、夫々プローブ
カードの電極及びテストヘッドの電極に対応する位置に
加圧導電ゴムよりなる接触部を形成したとすると、この
プリント基板がプローブカードとテストヘッドとの間で
挟圧されたときに接触部が加圧され、導電性となるので
プローブカードとテストヘッドとが電気的に接触する。
そして接触部は弾性があるため、電極の高さのばらつき
を吸収して、確実に接触させることができ、しかも接触
部の厚さは極めて短くすることができるのでプローブカ
ードとテストヘッドとの離間距離を短くできる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す縦断側面図、図
２は本発明の実施例の要部を示す分解拡大図である。図
１中１はプローブ装置本体の外装部をなす筐体であり、
この筐体１内には、図示しない駆動機構によりＸ、Ｙ、
Ｚ、θ方向に移動可能なウエハ保持台１１が設置されて
いる。前記筐体１の上面には、リング状のヘッドプレー
ト４が嵌入して設けられており、このヘッドプレート４
内には、下面側にプローブ針２１を備えたプローブカー
ド２がウエハ保持台１１と対向するように、取り付けリ
ング４１を介して取り付けられている。

【００１１】前記プローブカード２の上方側には、パフ
ォーマンスボード３１を備えたテストヘッド３が筐体１
の上面に対して接離自在に設けられており、パフォーマ
ンスボード３１の下面には、検査用の電気信号を出力
し、あるいはプローブカード２側から電気信号を受け取
るための入出力端子をなす、例えば銅よりなる電極３２
（図２参照）が配列されている。前記プローブカード２
の上面には、前記パフォーマンスボード３１と当該プロ
ーブカード２とを電気的に接触させるためのインターフ
ェイスボード５が例えば接着剤によりプローブカード２
と一体的に設けられている。

【００１２】前記インターフェイスボード５は、図２に
拡大して示すように、プリント基板６の両面に夫々ゴム
シート７を貼着してなり、前記プリント基板６は、両面
に例えば銅よりなる電極６１を備えると共に、表面側と
裏面側の対応する電極６１間に信号路６２が形成されて
いる。各ゴムシート７は、電極６１と接触する領域にお
いては、表面から裏面に亘って加圧導電ゴムよりなる接
触部７１により構成されると共に、それ以外の部分にお
いては絶縁ゴム層７２により構成される。

【００１３】また前記プリント基板６の表面側の電極６
１及び裏面側の電極６１は、夫々パフォーマンスボード
３１の電極３２及びプローブカード２の電極２４の配列
に対応して配列されており、インターフェイスボード５
の裏面側の接触部７１は常時プローブカード２の電極２
４に接触している。前記加圧導電ゴムは、加圧された部
分のみが導電性になる機能を有し、例えばシリコンゴム
層の厚さ方向に金属微粒子７０が配列されて構成され、
この例では接触部７１は、パフォーマンスボード３１の
電極３２との接触をより一層確実にするために、絶縁ゴ
ム層７２よりも突出している。なお、接触部７１をこの
ように突出させることは必ずしも必要ではない。

【００１４】ここで前記インターフェイスボード５につ
いては、プリント基板６の厚さａが例えば約０．３〜
０．５ｍｍであり、プリント基板６の両面側のゴムシー
ト７の厚さｂが各々例えば０．１ｍｍ程度であるから、
全体の厚さが約０．５〜０．７ｍｍである。

【００１５】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずテストヘッド３のパフォーマンスボード３１を図３の
左側に示す状態からインターフェイスボード５の表面に
押し付けると、パフォーマンスボード３１の各電極３２
がインターフェイスボード５の上面側の加圧導電ゴムよ
りなる接触部７１の表面に接触して当該表面を押圧す
る。この結果図３の右側に示すように加圧導電ゴム内の
金属微粒子が互に接触して導電路を形成し、電極３２に
接触している接触部７１が導電性になると共に、インタ
ーフェイスボード５の裏面側の接触部７１についても加
圧されるので導電性となり、このためパフォーマンスボ
ード３１の電極３２からインターフェイスボード５の表
面側の接触部７１、プリント基板６の表面側の電極６
１、信号路６２、裏面側の電極６１及びインターフェイ
スボード５の裏面側の接触部７１を経てプローブカード
２の電極２４まで導電路が形成され、パフォーマンスボ
ード３１とプローブカード２との電気的接触が達成され
る。

【００１６】次いで図示しない駆動機構によりウエハ保
持台１１を上昇させて被検査体であるウエハＷとプロー
ブ針２１とを接近させ、顕微鏡やＣＲＴによりテストヘ
ッド３の図示しない窓を介して観察しながらウエハＷの
チップの電極パッドに対するプローブ針２１のＸ、Ｙ、
Ｚ、θ方向の位置合わせを行う。その後パフォーマンス
ボード３１側から例えば周波数１００ＭＨｚで検査パル
スをインターフェイスボード５及びプローブカード２を
介してウエハＷ上のＩＣチップに入力し、テストヘッド
３ではチップ側から出力されたパルスに基づいて所定の
電気的特性を測定する。

【００１７】このような実施例によれば、ゴムシート７
を介してプローブカード２とパフォーマンスボード３と
を電気的に接触させるようにしているため、例えばプロ
ーブカード２やパフォーマンスボード３１の反りなどに
よって電極２４、３２の高さにばらつきがあっても、そ
のばらつきを吸収して電気的接触を確実なものとするこ
とができ、接触不良のおそれがない。

【００１８】そしてプローブカード２とパフォーマンス
ボード３１との離間距離が例えば０．５〜０．７ｍｍ程
度と非常に短いので、インピーダンス、インダクタンス
及びコンダクタンスが小さく、従ってパルスの波形歪の
程度が極めて小さく、このため精度の高い測定を行うこ
とができ、また同軸構造を採用しなくてよいので構造も
簡単である。そしてまた、パルス遅れ時間が非常に小さ
いため、検査パルスの周波数を高くすることができ、例
えばスーパーコンピュータ等に利用されるチップのよう
に極めて高速な処理が要求されるチップについても十分
対拠することができる。

【００１９】以上においてインターフェイスボード５に
ついては、プローブカード２と一体構造とする代りに、
パフォーマンスボード３１と一体構造としてもよいし、
絶縁ゴム層７２を用いずに突出した加圧導電ゴムにより
接触する構造としてもよく、この場合にはパフォーマン
スボード３１の電極３２あるいはプローブカード２の電
極２４と接触する部分を他の部分よりも突出させるなど
の構造を採用することが望ましい。

【００２０】またインターフェイスボード５は、プリン
ト基板６の一面側のみに上述実施例の如くゴムシート７
を貼着し、他面側にはポゴピンを用いた構造としてもよ
いし、プリント基板６を用いることなく、加圧導電ゴム
による電気的導体を支える絶縁ゴムシートのみによって
構成してもよい。なお被検査体としては半導体ウエハに
限らずＬＣＤ基板などであってもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明によればプローブカードとテスト
ヘッドとを加圧導電ゴムを介在させて電気的に接触させ
ているため、プローブカードとテストヘッドとの離間距
離が短く、従って信号波形歪みが小さいので高い精度で
被検査体の電気的測定を行うことができると共に、パル
ス遅れ時間が短いので高い周波数で測定を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の実施例の要部を示す分解拡大図であ
る。

【図３】本発明の実施例の作用説明図である。

【図４】従来のプローブ装置を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ プローブカード ３ テストヘッド ３１ パフォーマンスボード ５ インターフェイスボード ６ プリント基板 ７１ 加圧導電ゴムよりなる接触部 ７２ 絶縁ゴム層 ２４、３２、６１ 電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の電極パッドにプローブカード
   のプローブ針を接触させると共に、プローブカードの電
   極とテストヘッドの電極とを電気的に接触させ、被検査
   体の電気的特性を測定するプローブ装置において、 前記プローブカードの電極とテストヘッドの電極との間
   に、加圧されたときに導電性となる加圧導電ゴムよりな
   る接触部を介在させたことを特徴とするプローブ装置。