JPH05251522A - ウェハプロービング試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プローブカードの装着や脱離を容易に行なう
ことができるウェハプロービング試験装置を提供する。 【構成】 下部が円筒状に形成されたインサートリング
本体２２の下端面に設けられたプローブカード装着基板
２５と、このプローブカード装着基板２５に装着された
プローブカード３４を密着させる内側鍔部４０を有する
締付けリング３９と、インサートリング本体２２に設け
られたプローブカード装着基板２５に締付けリング３９
を係止する夫々に設けられ互いに係合するガイドピン２
６及びガイド溝４１と、プローブカード３４をプローブ
カード装着基板２５に装着した際に互いに導通する夫々
に設けられた複数対のコンタクトスプリングピン２８及
び接触部３７とを備えており、プローブカード３４の装
着や脱離を容易に行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップが形成さ
れた半導体ウェハのプロービング試験を行なうウェハプ
ロービング試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、半導体ウェハは半導体チッ
プが形成された後に、ウェハプロービング試験装置によ
って半導体チップの電気的特性が測定され、半導体ウェ
ハの試験が行われる。

【０００３】以下、ウェハプロービング試験装置の従来
例について図面を参照して説明する。図５はウェハプロ
ービング試験装置の概略構成を示す正面図であり、図６
はインサートリングへのプローブカードの取付け状況を
示す分解斜視図であり、図７はプローブカード装着部分
を示す部分拡大断面図である。

【０００４】図において１はテスタ本体部、２はテスタ
本体部１にケーブル３によって接続されているテストヘ
ッド部、４はテストヘッド部２の下面に設けられた接触
基板、５はステージ６が設けられているプロービング
部、７はステージ６の上面に吸着された試験対象の半導
体ウェハ、８はステ−ジ６をＸ軸，Ｙ軸方向に駆動する
ＸＹ駆動パルスモータである。なお、ステ−ジ６は図示
しないＺ軸駆動モータによって上下方向に駆動される。

【０００５】９はプロービング部５に設けられたヘッド
ステージで、このヘッドステージ９にインサートリング
１０が固着されている。このインサートリング１０の上
面にはテストヘッド部２の接触基板４の端子に対向し接
触する多数本のスプリングピン１１が植設されている。
またインサートリング１０の下面にはプローブカード装
着基板１２が設けられ、これに半導体ウェハ７に対応す
るプローブカード１３が装着されている。プローブカー
ド１３にはステージ６の上面に載置された半導体ウェハ
７の半導体チップのボンディングパッドに先端が接触す
るプローブ針１４が設けられている。

【０００６】また、プローブカード装着基板１２は環状
円板で形成され、その外周縁に沿って例えば１２０個の
コンタクトピン挿入孔１５が形成されており、コンタク
トピン挿入孔１５内にはレセプタピン１６が設けられて
いる。そしてレセプタピン１６はインサートリング１０
の内部に設けられた内部配線によってスプリングピン１
１に導通するように接続されている。

【０００７】一方、プローブカード１３も環状円板で形
成され、その外周縁に沿って同様に１２０本のコンタク
トピン１７が上面側に突設されている。また内周縁部か
らは中央開口部に向かって複数のプローブ針１４が延出
し、プローブ針１４はそれぞれ対応するコンタクトピン
１７に導通するように設けられている。そしてコンタク
トピン１７をコンタクトピン挿入孔１５内に挿入しレセ
プタピン１６に接触させることによって、プローブ針１
４と対応する所定のスプリングピン１１とが導通する。

【０００８】このように構成されているので、半導体ウ
ェハ７の試験にあたり、所定のプローブカード１３は、
そのコンタクトピン１７がコンタクトピン挿入孔１５の
レセプタピン１６を弾性変形させるようにして挿入され
て保持され、プローブカード装着基板１２に対向面を密
着するようにして装着される。そして半導体ウェハ７
は、半導体チップのボンディングパッドにプローブ針１
４が接触し、テスタ本体部１及びテストヘッド部２に内
蔵された測定回路やテストプログラム等に基づいて試験
される。

【０００９】次いで、異なる半導体ウェハを試験するに
場合には、インサートリング１０に設けられたプローブ
カード装着基板１２に装着されたプローブカード１３を
取替えが必要となる。

【００１０】しかしながら上記の従来技術においては、
プローブカード１３とプローブカード装着基板１２と
が、互いの対向面を密着するようにして装着されていて
両者の間にはほとんど隙間がなく、取外し作業は隙間を
こじ開けるようにしながら取り外す作業で非常に手間が
かかり困難なものとなる。

【００１１】すなわち、多数のコンタクトピン１７がコ
ンタクトピン挿入孔１５のレセプタピン１６に導通を確
保するために強く保持されており、コンタクトピン１７
の引抜きには比較的大きな力を要し、例えばコンタクト
ピン１７の曲りや折れ等を注意しながらのこじ開け作業
となる。また、場合によって取外しに治工具類の使用が
必要となる。

【００１２】さらに、こじ開け作業をともなっての抜差
しを繰返すために、曲りや折れ等以外に、プローブカー
ド１３の破損やコンタクトピン１７とレセプタピン１６
との接触状態が変わって接触不良等を生じる虞がある。

【００１３】また、プローブカード１３をプローブカー
ド装着基板１２に装着するのにも、プローブ針１４の位
置ずれが生じないように互いの対向面を密着させ、プロ
ーブカード１３の下面が平坦となるように、多数のコン
タクトピン１７をコンタクトピン挿入孔１５に挿入しな
ければならず、同様に手間がかかる作業を要するもので
ある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなプローブ
カード交換時の着脱が手間がかかる困難なもので、破損
や接触不良等が生じる虞がある状況に鑑みて本発明はな
されたもので、その目的とするところはプローブカード
の装着や脱離が治工具類を使用することなく容易に行な
うことができ、プローブカードの破損や導電部分での接
触不良等が生じる虞がないウェハプロービング試験装置
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のウェハプロービ
ング試験装置は、下部が円筒状に形成されたインサート
リング本体と、このインサートリング本体の下端面に設
けられたプローブカード装着基板と、このプローブカー
ド装着基板に装着されるプローブカードと、インサート
リング本体の下部に係止されプローブカードをプローブ
カード装着基板に装着し密着させる内側鍔部を有する締
付けリングとを備えると共に、インサートリング本体に
締付けリングを係止するに際し該インサートリング本体
の下部外周面及び該締付けリング内周面に設けられて互
いに係合するガイドピン及びガイド溝と、プローブカー
ドをプローブカード装着基板に装着することによって互
いに導通するように該プローブカード及び該プローブカ
ード装着基板の対向面に設けられた複数対のコンタクト
ピン及び接触部とを具備したことを特徴とするものであ
る。

【００１６】

【作用】上記のように構成されたウェハプロービング試
験装置は、インサートリング本体の下部及び締付けリン
グに設けられて互いに係合するガイドピン及びガイド溝
と、プローブカードをプローブカード装着基板に装着し
た際に互いに導通するようにプローブカード及びプロー
ブカード装着基板の対向面に設けられた複数対のコンタ
クトピン及び接触部とが設けられていることにより、ガ
イドピンとガイド溝とを係合し締付けリングを操作する
ことで、その内側鍔部によりプローブカードがプローブ
カード装着基板に密着するように装着される。そしてコ
ンタクトピンと接触部とが確実に接触する。また、締付
けリングを逆に操作することでガイドピンとガイド溝と
の係合が外れ、容易に締付けリングが取り外せる。これ
によってプローブカード装着基板に密着するように装着
されていたプローブカードを、何等特別な手段を講ずる
ことなく容易に脱離させることができる。このためプロ
ーブカードの破損や導電部分での接触不良等が生じなく
なる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図４を参
照して説明する。図１はインサートリングへのプローブ
カードの取付け状況を示す分解斜視図であり、図２はプ
ローブカード装着時のコンタクトスプリングピン部分を
示す部分拡大断面図であり、図３は同じく支持ピン部分
を示す部分拡大断面図であり、図４は締付けリングの断
面図である。

【００１８】図においてインサートリング２１は、略円
筒状のインサートリング本体２２の外周面に設けられた
鍔部２３を図示しないプロービング部のヘッドステージ
に固着することによって、軸方向を垂直方向に取り付け
られるようになっており、インサートリング本体２２の
上端面には、例えば１２０本のスプリングピン２４が植
設されている。さらにこれらのスプリングピン２４の先
端には、同じく図示しないテスタ本体部に接続するテス
トヘッド部の接触基板の端子が対応して接触するように
なっている。

【００１９】そして、インサートリング本体２２の下端
面には、例えばフェノール樹脂などの絶縁材料でなる厚
肉環状円板のプローブカード装着基板２５が取着されて
いる。このプローブカード装着基板２５の外周面には、
周方向に３等分する位置にガイドピン２６が植設され、
また下端面には、同一円周上を３等分する位置に支持孔
２７が形成されており、さらに１２０等分する位置で支
持孔２７が形成されていない位置にコンタクトスプリン
グピン２８が設けられている。

【００２０】コンタクトスプリングピン２８は円錐状の
先端部２９と、この先端部２９がプローブカード装着基
板２５に形成された取付孔３０の下側開口から出入可能
となるように付勢するスプリング３１を備え、先端部２
９はプローブカード装着基板２５の下端面から突出する
ように設けられている。そしてコンタクトスプリングピ
ン２８は導電部材３２及び図示しない内部配線を介して
スプリングピン２４に接続されている。なお、支持孔２
７は、内部に弾性材料で形成された支持片３３が設けら
れている。

【００２１】一方、プローブカード３４は、プローブカ
ード装着基板２５の下端面に装着され試験を行う半導体
ウェハの種類等によって取り替えられて用いられるもの
で、絶縁材料で形成された環状円板である。そしてプロ
ーブカード３４には、装着された時、プローブカード装
着基板２５の支持孔２７に対応する上面側の位置に、支
持ピン３５が突設されている。なお支持ピン３５は、プ
ローブカード３４を仮支持する際に支持孔２７に挿入さ
れ、プローブカード３４が脱落しない程度の弱い力で支
持孔２７内の支持片３３によって挟持される。

【００２２】また、プローブカード３４には、装着時の
プローブカード装着基板２５のコンタクトスプリングピ
ン２８が設けられている位置に対応して、先端部２９の
円錐面と縁部とが接触する程度の直径を有するコンタク
ト孔３６が形成されていて、コンタクト孔３６及びその
近傍には金めっき等による導電性薄膜の接触部３７が形
成されている。

【００２３】さらに、プローブカード３４の下面には複
数本のプローブ針３８が、それぞれ対応する接触部３７
に根元部分を半田付け等によって固定し導通するよう設
けられており、その先端部２９はプローブカード３４の
中央開口部に延出するように設けられている。

【００２４】また、締付けリング３９は、プローブカー
ド３４をプローブカード装着基板２５の下端面に密着す
るように装着するためのもので、その内径はインサート
リング本体２２に取着されたプローブカード装着基板２
５の外側に装着可能な大きさに形成されている。そして
締付けリング３９は下部内面に内側鍔部４０が突設され
ており、この内側鍔部４０の上面でプローブカード３４
を押し付けるようにすることでプローブカード装着基板
２５の下端面に密着させる。また締付けリング３９の上
部内面には、等間隔に３本のガイド溝４１が削設されて
いる。

【００２５】３つのガイド溝４１は、締付けリング３９
の上端面を周方向に３等分する位置に、その一端部４２
の溝断面を開口するように形成されている。また各ガイ
ド溝４１は互いに離間して設けられると共に、プローブ
カード装着基板２５の外面に植設されたガイドピン２６
の突出寸法よりも深い溝深さを有する同形状の溝で、そ
れぞれ締付けリング３９の内周面に軸方向の下方に向か
って右下がりの傾斜となるように削設されている。そし
てガイド溝４１の他端部４３は水平部分を有した終端と
なっている。

【００２６】このように構成されたものでは、プローブ
カード３４をインサートリング本体２２に取着されたプ
ローブカード装着基板２５に着脱する場合、次のような
手順によって行われる。

【００２７】先ず装着する場合、プローブカード３４
を、その上面に突設された支持ピン３５をプローブカー
ド装着基板２５に形成された対応する所定の支持孔２７
に挿入し、脱落しない程度に仮支持する。

【００２８】次いで締付けリング３９の上端面に形成さ
れたガイド溝４１の開口した一端部４２を、プローブカ
ード装着基板２５の外面に植設されたガイドピン２６に
係合させる。続いて締付けリング３９を右方向に回し、
これによりガイド溝４１の傾斜方向に沿って下方向にガ
イドピン２６の相対位置を変える。この時締付けリング
３９は右方回動と同時に上方向に移動する。そしてガイ
ドピン２６がガイド溝４１の他端部４３の水平部分に来
るまで締付けリング３９を回す。

【００２９】これにより対向するプローブカード装着基
板２５の下端面と、プローブカード３４の上面とが密着
した状態となり、プローブカード装着基板２５に設けら
れたコンタクトスプリングピン２８の先端部２９は、圧
縮されたスプリング３１の付勢力によってプローブカー
ド３４の対応する接触部３７に接触する。このようにし
てプローブ針３８が接触部３７、コンタクトスプリング
ピン２８、導電部材３２及び図示しない内部配線を介し
てスプリングピン２４に接続されることになる。

【００３０】次ぎに脱離する場合、締付けリング３９を
左方向に回し、これによりガイド溝４１の他端部４３の
水平部分にあったガイドピン２６の相対位置を、ガイド
溝４１の傾斜方向に沿って上方向に変える。この時締付
けリング３９は左方回動と同時に下方向に移動する。そ
してガイドピン２６がガイド溝４１の開口した一端部４
２に来るまで締付けリング３９を回す。

【００３１】これにより締付けリング３９はプローブカ
ード装着基板２５及びこれが取着されたインサートリン
グ本体２２から取り外される。その結果プローブカード
３４は、支持ピン３５がプローブカード装着基板２５の
支持孔２７に挿入されただけの状態に戻り、支持片３３
によって脱落しない程度に仮支持される。

【００３２】次いで仮支持されているプローブカード３
４を、例えばその外周部分を持って下方に引抜くことに
より、比較的小さい力で支持孔２７から支持ピン３５が
抜ける。このようにしてプローブカード３４がプローブ
カード装着基板２５から脱離する。

【００３３】以上のように本実施例によれば、プローブ
カード３４をプローブカード装着基板２５に装着するに
際し、単に３本の支持ピン３５を支持孔２７に挿入する
だけでよいために、挿入にあたっての位置合わせが容易
に行うことができ、またプローブカード３４は支持ピン
３５で仮支持されているので、プローブカード装着基板
２５から脱落することがなく、位置合わせされた状態が
保持される。さらにプローブカード装着基板２５にプロ
ーブカード３４を密着させる際には、締付けリング３９
を回動することのみで接触部３７とコンタクトスプリン
グピン２８との各部位での接触が均等にかつ容易に行う
ことができる。

【００３４】また、プローブカード装着基板２５からプ
ローブカード３４を脱離させる際には、装着時とは逆の
手順で締付けリング３９を回動して取り外し、プローブ
カード３４がプローブカード装着基板２５に仮支持され
た状態に戻して行うため、簡単に脱離させることができ
る。このため密着状態の隙間をこじ開けるような取外し
作業がなく、非常に手間がかかったり、比較的大きな力
や治工具類が不要となる。

【００３５】そして、プローブカード３４の破損や支持
ピン３５、コンタクトスプリングピン２８の曲りや折れ
等、さらに接触状態が変わって接触不良等を生じるなど
の虞がなくなる。

【００３６】尚、上記の実施例においてはプローブカー
ド３４の仮支持の手段として支持ピン３５及び支持孔２
７を設けているが、必ずしもこれに限るものではなく、
また支持ピン３５及び支持孔２７を均等に配置している
が、接触部３７とコンタクトスプリングピン２８の配置
が非対称である場合等においては、不均等に位置させて
位置決めの基準とし、位置合わせでの誤りを防止するよ
うにしてもよい。さらに支持ピン３５と支持孔２７及び
ガイドピン２６とガイド溝４１を設ける部位についても
上記実施例に限るものではない等、要旨を逸脱しない範
囲内で本発明は適宜変更して実施し得るものである。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、インサートリング本体の下部及び締付けリングに設
けられて互いに係合するガイドピン及びガイド溝と、プ
ローブカードをプローブカード装着基板に装着した際に
互いに導通するようにプローブカード及びプローブカー
ド装着基板の対向面に設けられた複数対のコンタクトピ
ン及び接触部とを設けた構成としたことにより、プロー
ブカードの装着や脱離を容易に行なうことができ、プロ
ーブカードの破損や導電部分での接触不良等が生じる虞
がないなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインサートリングへの
プローブカードの取付け状況を示す分解斜視図である。

【図２】同上におけるプローブカード装着時のコンタク
トスプリングピン部分を示す部分拡大断面図である。

【図３】同上におけるプローブカード装着時の支持ピン
部分を示す部分拡大断面図である。

【図４】同上における締付けリングの断面図である。

【図５】従来のウェハプロービング試験装置の概略構成
を示す正面図である。

【図６】同上におけるインサートリングへのプローブカ
ードの取付け状況を示す分解斜視図である。

【図７】同上におけるプローブカード装着部分を示す部
分拡大断面図である。

【符号の説明】

２２…インサートリング本体 ２５…インサートリング装着基板 ２６…ガイドピン ２８…コンタクトスプリングピン ３４…プローブカード ３７…接触部 ３８…プローブ針 ３９…締付けリング ４０…内側鍔部 ４１…ガイド溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部が円筒状に形成されたインサートリ
   ング本体と、このインサートリング本体の下端面に設け
   られたプローブカード装着基板と、このプローブカード
   装着基板に装着されるプローブカードと、前記インサー
   トリング本体の下部に係止され前記プローブカードを前
   記プローブカード装着基板に装着し密着させる内側鍔部
   を有する締付けリングとを備えると共に、前記インサー
   トリング本体に前記締付けリングを係止するに際し該イ
   ンサートリング本体の下部外周面及び該締付けリング内
   周面に設けられて互いに係合するガイドピン及びガイド
   溝と、前記プローブカードを前記プローブカード装着基
   板に装着することによって互いに導通するように該プロ
   ーブカード及び該プローブカード装着基板の対向面に設
   けられた複数対のコンタクトピン及び接触部とを具備し
   たことを特徴とするウェハプロービング試験装置。