JPH0580124A - 半導体素子検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極数の極めて多い半導体チップをプロ−ビ
ングして超高速、高精度にテストすることのできる、半
導体素子検査装置を提供する。 【構成】 テスタの配線基板と各プローブ間を接続する
線材のプローブ側を絶縁基板のスル−ホ−ルに保持し、
プローブ先端部を上記線材と一体に形成、または、他の
絶縁基板が保持するスプリングプローブ、または、上記
他の絶縁基板が保持する成膜技術により形成した針状体
等により形成する。さらに、上記線材を絶縁被覆して接
地した導電性材料で蔽うことにより、テスト信号用同軸
ケ−ブルを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の検査装置に
係り、とくにＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子の多数の電極
やプローブ接触端子に接触して電気的性能を検査する半
導体素子検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３（Ａ）は測定に供せられる半導体
ウエハ１の外観図である。ＬＳＩ等の半導体素子（チッ
プ）２は同図（Ｂ）に示すようにウエハ１より個々に切
り離される。チップ２の周辺部には多数の電極３が配置
されている。また、上記チップ２の電極３には図１４に
示すなプローブカード４のタングステン針のプローブ５
を圧接してそのバネ圧によりこすって接触をとり、電気
特性を検査するようにしていた。図１５は図１４の上面
図である。

【０００３】図１６は各電極上にはんだボ−ル６を備え
たチップ２の斜視図であり、図１７に示すように、チッ
プ２のはんだボール６を配線基板７表面の電極８に対向
させて全電極を一括接続するので、高密度化した半導体
素子を歩留まり高く、効率的に接続する場合に広く用い
られている。特開昭５８−７３１２９号公報には上記電
極上にはんだボールを有する半導体素子の検査方法およ
び装置の一例が開示されている。図１８は上記公知技術
の説明図、図１９はその部分断面図である。多層配線基
板１１内には図１９に示すように電源導体層１０をレフ
ァレンス層とする一定の特性インピーダンスを有する信
号用導体配線９が埋設され、その先端部には突起電極１
２が設けられる。また、特性検査にあたっては図１８に
示すように、チップ２表面のはんだボール６に突起電極
１２を圧接し、熱源１３により加熱してはんだを溶融し
て検査信号の送受を行う。また、検査終了後は、再度は
んだを溶かして突起電極１２を引き離すようにしてい
た。

【０００４】また、半導体素子２表面の極めて狭ピッチ
の電極は多層配線基板１１により間隔を拡大されて検査
装置に接続される。特開昭６４−７１１４１号公報には
上記チップ電極部のはんだを溶融しない検査装置の一例
が開示されている。図２０は上記検査装置のプロ−ブ部
の断面図である。検査装置の同軸コネクタ２５から同軸
ケ−ブル１８を介して検査信号が送受され、これらの信
号はチップ２を搭載した基板の電極１５に接続される。
図２１は上記プロ−ブ先端部の部分断面図である。チュ
ーブとそのチューブ内に摺動自在に遊嵌し、ばねにより
外方に突出するように構成されたスプリングプローブ１
４を、シールド用の導電性基板１６内のスルーホールに
貫通させ、絶縁基板１７によりその両端部を保持する。
上記スルーホールは被検査対象である電極１５の位置に
形成されている。上記スプリングプローブ１４の下側の
可動ピンは電極１５に接し、上側の可動ピンはフランジ
付き電極２１を介して同軸ケーブル１８の芯線に接続さ
れる。フランジ付き電極２１と同軸ケーブル１８は絶縁
基板２０により保持され、同軸ケーブル１８のシ−ルド
２３は導電性基板２２にはんだ付けされる。上記検査装
置は多数の可動ピンを対応する電極に同時に接続し、ま
た段差のある電極にも対応できるので、半導体素子に与
えるストレスが少なく高速に検査を実行できるという特
徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の高密度化
に伴って、検査用のプローブの高密度多ピン化が進み、
プローブ端子から検査回路へ接続するための簡便な配線
パターンピッチの拡大技術の開発が望まれている。図１
４、図１５に示したプローブカードによる検査装置にお
いては、プローブ５が長く、密集するのでその集中イン
ダクタンスが大きくなり、検査の高速性が制約されると
いう問題があった。また、プローブの空間的な配置が制
約されるため、電極数の多い半導体素子には適用困難と
いう問題もあった。例えば、プローブ５の集中インダク
タンスＬが５０ｎＨ、プローブカード上の信号線の特性
インピーダンスＲが５０Ωの場合には時定数Ｌ／Ｒは１
ｎＳとなるので、これ以上の高速信号を扱うと波形がな
まり正確な検査ができなかった。このため、プローブカ
ードによる検査装置は通常、直流ないし比較的低周波検
査に限定されていた。

【０００６】一方、図１８、図１９に示した装置では、
プローブカードの各信号線の特性インピーダンスを所定
値化することは可能であるものの、このようなプローブ
カードの設計、製造に時間を要する上、高価であり、ま
た、電源の発振等が発生した場合にその対策、修正等が
困難でありパターン変更への対応性も悪という問題があ
った。また、検査時にははんだを溶かす必要があるた
め、検査時間を要する上、半導体素子に熱ストレスを与
えるという問題があった。また、図２０、図２１に示し
た装置では、同軸ケーブルの特性インピーダンスを所定
値に保つことができるので、高速電気特性の検査が可能
になるものの、例えば芯線保持用絶縁基板２０に多数の
同軸ケーブル１８を挿入したり、同軸ケーブルの芯線に
フランジ付き電極２１を固着したりする繊細な組立作業
に熟練を要するので時間がかかり作業効率が悪いという
問題があった。本発明の目的は上記従来装置の欠点を改
善して、構造簡単、組立容易、パターン変更にも対応が
容易であり、さらに、電気特性を損なわずにプローブ先
端部の極めて狭い配線ピッチを拡大して取り出すことの
できる半導体素子検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、複数のプローブの先端部を保持するプロ−ブユニッ
トと、プロ−ブユニットを保持してプロ−ブユニットと
上記テスタ間を電気的に接続する配線基板とを備え、さ
らに、プロ−ブユニットは上記複数のプローブの先端部
を保持するプローブヘッダ部と、プローブヘッダ部と上
記配線基板間を線材により配線する配線部とを備え、さ
らに、上記配線部の複数の線材の少なくとも一部を絶縁
被膜付き線材として線材の間隙部に導電性材料を充填す
るようにする。さらに、上記導電性材料を上記テスタの
接地電位に接続し、上記配線部の絶縁被膜付き線材の一
部を上記テスタの電源電位に接続し、他をテスト信号送
信／受信端子に接続するようにする。また、上記テスト
信号送信／受信端子に接続する絶縁被膜付き線材を必要
に応じて絶縁性チュ−ブに挿入するようにする。

【０００８】また、上記テスト信号送信／受信端子に接
続する絶縁被膜付き線材の少なくとも一部を同軸ケ−ブ
ルとする。また、上記配線部の複数の線材を銅、タング
ステン、ステンレス、銅−錫合金、ベリリウム−銅合金
のいずれかにより形成し、上記絶縁皮膜をポリテトラフ
ルオロエチレン、またはポリパラキシレン、またはポリ
イミド、またはエナメル等により形成し、上記絶縁性チ
ュ−ブをポリイミド、またはポリテトラフルオロエチレ
ンにて形成する。また、上記線材を上記プロ−ブユニッ
トの配線部の快削性セラミックス、アクリル、ポリイミ
ド、エンジニアリングプラスチック、感光性ガラスのい
ずれかにより形成した絶縁基板のスル−ホ−ル内に各個
に保持するようにする。

【０００９】また、上記複数のプローブの先端部と上記
配線部の線材を一体に形成するようにする。また、上記
プロ−ブヘッダ部を複数のスプリングプローブとこれら
を各個に保持する絶縁基板とにより構成し、各スプリン
グプローブの可動ピンの一方を上記プロ−ブユニットの
配線部が保持する線材端に各個に接続するようにする。

【００１０】また、上記プローブヘッダ部の各プローブ
の先端部を各個に保持する絶縁基板により構成して、各
プローブの端部を上記プロ−ブユニットの配線部の端部
にはんだ付けするようにする。また、上記プローブヘッ
ダ部の絶縁基板が保持する各プローブ先端部を、上記絶
縁基板のスル−ホ−ル内に充填した導体部と、上記導体
部の先端上にメッキ、蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング等
の方法により成膜して突起状に形成するようにする。さ
らに、上記プローブユニットの配線部の各線材に導電性
チュ−ブを取り付け、これらを上記プローブユニットの
配線部の絶縁基板内に設けた複数の段差付きスル−ホ−
ルに各個に挿入して上記線材の位置決めを行うようにす
る。さらに、上記導電性チュ−ブを取付けた線材端部が
上記段差付きスル−ホ−ルの内部に納まるようにして上
記段差付きスル−ホ−ル端部内に凹部を設け、上記スプ
リングプローブの可動ピンの案内をするようにする。

【００１１】

【作用】上記プロ−ブユニットのプローブヘッダ部は複
数のプローブ先端部を保持し、プロ−ブユニットの配線
部は線材を用いて上記複数のプローブ先端部のピッチを
拡大して上記配線基板に接続し、上記配線基板はプロ−
ブユニットをテスタ間に接続する。さらに、上記配線部
の絶縁被膜付き線材の一部は電源線として用いられ、他
の一部は必要に応じて絶縁性チュ−ブに挿入されテスト
信号線として用いられる。また、上記線材の間隙部に充
填される導電性材料は接地電位に接続されるので、上記
絶縁被膜のない線材は接地線となり、上記電源線は上記
導電性材料によりシ−ルドされ、また、テスト信号線は
上記導電性材料をシ−ルド外皮とする同軸ケ−ブルと等
価になる。また、上記同軸ケ−ブルの特性インピ−ダン
スは絶縁被膜や絶縁性チュ−ブの誘電率と厚みにより設
定される。また必要に応じて、上記テスト信号線には既
成の同軸ケ−ブルが使用される。

【００１２】また、上記線材材料の銅、タングステン、
ステンレス、銅−錫合金、ベリリウム−銅合金等は線材
に適度な剛性を与え、上記ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリパラキシレン、ポリイミド、エナメル等の絶縁
皮膜材やポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン等の
絶縁性チュ−ブ材は上記同軸ケ−ブルの特性や電源線の
絶縁性等に応じて選択される。また、上記快削性セラミ
ックス、アクリル、ポリイミド、エンジニアリングプラ
スチック、感光性ガラス等の配線部の絶縁基板材は上記
線材と嵌合するスル−ホ−ルを精度良く効率的に加工す
ることを可能にする。また、上記複数のプローブの先端
部と上記配線部の線材の一体化した本発明の装置は、ス
プリングプローブを省略して構造を簡単化し、はんだボ
−ルを備えた半導体チップ専用の測定機能を提供する。

【００１３】また、上記プロ−ブヘッダ部のスプリング
プローブを絶縁基板に別個に保持する構造により、プロ
ーブヘッダがプロ−ブユニットの配線部から分離、交換
可能になる。また、絶縁基板のスル−ホ−ル内に厚膜導
体を充填しその上に成膜技術により突起状先端部を形成
して上記プローブヘッダ部を一括形成（バッチプロッセ
ス）する。さらに、上記プローブユニットの配線部の各
線材の先端に導電性チュ−ブを取り付け、また、配線部
の絶縁基板スル−ホ−ルの形状を段差付きに形成するこ
とにより各線材の位置決めと固定を容易化する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明による半導体素子検査装置のプ
ロ−ブ部の断面図である。図１においては、検査対象で
あるチップ２の各電極３の表面に設けた複数のはんだボ
ール６に、これらに対応する絶縁基板２９の位置に固定
した各導電性プローブ２８を押し当てて接触させる。複
数の導電性プローブ２８は先端位置の全てが一平面上に
揃うよう研磨されてから電解研磨されるか、あるいは電
解研磨により針状に加工された後にその先端部を平坦板
に押し当てながら絶縁基板２９に固定されるので、先端
位置のバラツキは１０μｍ以内に収められる。

【００１５】上記プローブ２８の先端ははんだボール６
に押し当てられて食い込むので、上記先端位置や上記は
んだボ−ルの高さにバラツキが存在しても常に良好な電
気的接触を得ることができ、これにより、図２０、２１
に示した従来装置のスプリングプロ−ブ１４の全てを省
略することができる。また、導電性プロ−ブ２８の導体
を配線基板３０に直接はんだ付けするので、図２０、２
１に示した従来装置の同軸ケーブル１８を省略し、これ
により同軸ケーブルの端部の加工や挿入作業等を省略で
きるうえ、同軸ケーブルの芯線にフランジ付き電極２１
を固着したりする面倒な組立作業も省略することができ
る。また、上記導電性プロ−ブ２８の間隔（ピッチ）を
例えば従来の０．４５ｍｍから０．２ｍｍ以下に縮小で
きるので、これに対応した半導体素子の電気特性の検査
が可能となる。また、上記導電性プロ−ブ２８の導体間
ピッチは配線基板３０の電極３１部分までの間に適度な
ピッチにまで容易に拡大することができる。

【００１６】各導電性プローブ２８は絶縁基板２９を貫
通して固定され、さらに絶縁性接着剤５１により固着さ
れる。導電性プローブ２８は、銅、タングステン、ステ
ンレス、銅−錫合金、ベリリウム−銅合金等、適度な硬
度を有する材料のいずれかにより形成され、また、絶縁
基板２９は快削性セラミックス、アクリル、ポリイミ
ド、エンジニアリングプラスチック、または感光性ガラ
ス等により形成する。各プローブ２８の上端は、配線基
板３０の電極３１にはんだ接続され、同軸コネクタ２５
を介して検査回路に接続される。

【００１７】上記のように従来の同軸ケ−ブルを省略す
ると、同軸ケ−ブルによって得られていたインピ−ダン
ス整合が崩れるおそれが生じる。しかし、この問題は図
１に示すように、各プローブ２８の導体を絶縁基板２９
から、配線基板３０の電極３１に至るまでの間、被覆材
３４で絶縁被覆し、さらに必要ならば絶縁性のチューブ
３５を被せ、その上に導電性材料３６をかぶせてこれを
接地することにより解決することができる。このように
すると各プローブ２８はその導体を芯線とし、被覆材３
４やチューブ３５を絶縁被膜とし、導電性材料３６を接
地外皮とする同軸ケ−ブルを構成するので、上記絶縁被
膜の材質（誘電率）や厚みを適宜設定することにより所
要の特性インピ−ダンスが得られるからである。

【００１８】すなわち、図１の構成により、各プローブ
２８の導体部分を検査装置やチップ２等のインピ−ダン
スレベルに合わせて整合をとり、高速測定の条件を成立
させることができ、従来の同軸ケ−ブルを省略して作業
性、経済性、信頼性等を高めることができる。図１にお
いて、被覆材３４は例えばポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリパラキシレン、ポリイミド、若しくはエナメル
などの絶縁材とし、チューブ３５は例えばポリイミド若
しくはポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁性チュー
ブとする。

【００１９】図２は被検体であるチップ２の電極３がは
んだボ−ル６を備えていない場合に対する本発明による
プローブ部実施例の断面図である。この場合はプロ−ブ
先端位置のバラツキを吸収するために、スプリングプロ
−ブ１４を設けてそのバネ力によりプロ−ブ先端３９を
電極３に圧接するようにする。ただし、各プローブの導
体部分のインピ−ダンス整合のとり方は図１の場合と同
様である。なお、このスプリングプロ−ブ１４を設けた
プロ−ブは図１に示した電極３の表面にはんだボ−ル６
を形成した半導体素子にも適用することができる。

【００２０】図２において、チップ２の電極３に対向し
て複数本のスプリングプローブ１４が配列されている。
スプリングプローブ１４はプローブ用チューブと、その
プローブ用チューブ内に摺動自在で、ばねの弾性力にて
常に先端部が該プローブ用チューブ内から外方に突出す
る２個の可動ピン３９と４４とから構成されている。ス
プリングプローブ１４は上下一組の絶縁基板３８を貫通
し、該スプリングプローブ１４のチューブ外形よりも小
さな径を有する可動ピン３９はプローブ先端位置決め用
の絶縁基板４０を摺動可能な状態で貫通している。該上
下一組の絶縁基板３８の間には該スプリングプローブ１
４の長さに応じたスペーサ４１が設けられる。

【００２１】上記絶縁基板３８および４０は、快削性セ
ラミックス、アクリル、ポリイミド、エンジニアリング
プラスチック、または感光性ガラスで構成する。各スプ
リングプローブ１４は対応する導電性線材４３および配
線基板３０を介して検査装置本体に接続される。各スプ
リングプローブ１４の上部可動ピン４４は絶縁基板２９
のスルーホールに貫通して絶縁性接着剤５１により固着
された導電性線材４３の一端に圧接される。このため、
絶縁基板３８と同２９の各スルーホールは互いに対向し
ている。

【００２２】導電性線材４３は、銅、タングステン、ス
テンレス、銅−錫合金、ベリリウム−銅合金のいずれか
により形成され、絶縁基板２９から配線基板３０の電極
３１に至るまで、必要に応じてポリテトラフルオロエチ
レン、ポリパラキシレン、ポリイミド、若しくはエナメ
ルなどの絶縁性の被覆材３４で被覆し、さらに、必要に
応じて該被覆材３４にポリイミド若しくはポリテトラフ
ルオロエチレンなどの絶縁性のチューブ３５を挿入す
る。また、上記導電性線材４３、絶縁性の被覆材３４お
よび絶縁性のチューブ３５等を導電性樹脂あるいは導電
性接着剤等の導電性材料３６で覆うようにする。上記図
２の構成により、図２０、２１の従来装置における同軸
ケーブル１８を単純な導電性線材４３に置き換えること
ができるので、同軸ケーブルの端部の加工を省略できる
うえ、同軸ケーブルの芯線にフランジ付き電極２１を固
着したりする面倒な組立作業を省略することができるの
である。

【００２３】図３は本発明による半導体素子検査装置の
プロ−ブ部の他の実施例の断面図である。検査対象であ
るチップ２の各電極３の表面に設けた複数のはんだボー
ル６に、プローブ４５の先端を押し当てて接触させる点
は図１の場合と同様である。複数のプローブ４５はアル
ミナあるいはムライトなどのセラミック基板４６のスル
ーホール内の厚膜導体４７の面上に、ニッケル、ニッケ
ル−銅合金、ベリリウム−銅合金、タングステン、モリ
ブデン、チタン、クロム、タンタルあるいはニオブ等を
用いてめっき、蒸着、ＣＶＤ若しくはスパッタリングな
どによる成膜方法により形成され、必要に応じて、該成
膜をエッチングして突起上に形成する。上記複数の導電
性プローブ４５はその先端位置の全てが一平面上に揃う
よう研磨されてから、エッチングにより加工されるの
で、先端位置のバラツキは１０μｍ以内に収められる。

【００２４】また、スルーホール厚膜４７の上部の露出
面をニッケルめっきしてさらにその上に、金または錫ま
たははんだ等をめっきし、ハンダ付け性が良好なめっき
部４８を形成する。各プロ−ブのめっき部４８は、はん
だボール４９により絶縁基板２９を貫通する導電性線材
４３の端部にはんだ接続される。絶縁基板２９とセラミ
ック基板４６とはスペーサ４１を介して接続される。

【００２５】次ぎに各プロ−ブ線材４３の端部を絶縁基
板２９に挿入、固定する本発明による各種の方法につい
て図４〜９を用いて説明する。大型計算機用ＬＳＩ等に
おいては上記線材４３の数は１０００本を越える場合が
発生している。また、本発明により上記線材数は２００
０〜３０００本の域に達するものと考えられる。実際
上、このように数多くの線材を正しく迅速に絶縁基板２
９、その他に挿入して、固定することは並み大抵ではな
い。図４〜６は上記プロ−ブ線材４３の端部を絶縁基板
２９に挿入、固定する本発明の方法の部分断面図であ
る。

【００２６】図４において、銅、タングステン、ステン
レス、銅−錫合金、ベリリウム−銅合金等の材料によっ
て作られる各導電性線材４３を絶縁基板２９のスルーホ
ールに挿入し、その後絶縁性接着剤５１で固着する。図
５は絶縁基板２９のスルーホール端部にテ−パを設けた
場合であり、これにより各導電性線材４３を案内して挿
入しやすくする効果が得られる。図６は、各導電性線材
４３の先端部を絶縁基板２９のスルーホールの内側に凹
ました場合であり、これにより図２におけるスプリング
プロ−ブ１４の可動ピン４４の先端部を案内して挿入し
やすくする効果が得られる。

【００２７】上記図４〜６においては、３本の導電性線
材４３が描かれている。左側の導電性線材４３は既に説
明した信号線用である。中央の導電性線材４３は電源配
線用であり、絶縁性被覆材３４で被覆されて低インピー
ダンス化されている。また、右側の導電性線材４３は接
地用であり、導電性材料３６と接触している。

【００２８】図７〜１１は導電性線材４３の端部を絶縁
基板２９に挿入、固定する本発明の他の方法の部分断面
図である。図７〜１１においては準備作業として、導電
性線材４３の端部に予め導電性チューブ５６を挿入して
かしめ、あるいはレーザ溶接、スポット溶接、はんだ接
続等により固着しておくようにする。図７において、絶
縁基板２９のスルーホールは上記導電性チューブ５６と
嵌合し、絶縁基板２９上部には導電性チューブ５６のす
っぽ抜けを阻止する絶縁基板５５が設けられている。し
たがって、導電性チューブ５６を取付けた導電性線材４
３を下方から挿入すると、絶縁基板５５がストッパとな
って導電性線材４３を所定の位置に容易に固定すること
ができる。

【００２９】また、図８に示すように、絶縁基板５５の
スルーホール端部にテ−パを設けると導電性線材４３の
該スルーホールへの挿入を容易化することができる。な
お、図示の３本の導電性線材４３は図４〜６の場合と同
様に左から順次、信号用、電源用、接地用になってい
る。図９の左側の線は同軸ケ−ブル１８であり、同軸ケ
−ブルの芯線に導電性チューブ５６が取付けられる。

【００３０】図１０は図６と同様に各導電性線材４３の
先端部を絶縁基板２９のスルーホールの内側に凹ました
場合であり、これに伴って導電性チューブ５６も短くな
っている。図１１は導電性線材４３の先端部に金属電極
５８を取付けた導電性チュ−ブ５６を固着した場合であ
り、予め金属電極５８に金めっきを施すことにより、良
好な接触特性を確保することができる。

【００３１】図１２は上記本発明の半導体素子検査装置
をウェハプローバとして構成した例を示す図である。図
１２において、試料台６３上には、被検査物であるウェ
ハ１が載置され、昇降軸６４を介して昇降駆動部６５に
より駆動され、既に図２にて説明したプロ−ブ部の各ス
プリングプローブ１４が対応する半導体ウェハ１表面の
複数の電極３に圧接される。なお、上記プロ−ブ部の配
線基板３０は台６６に取付けられている。

【００３２】昇降駆動部６５はマイクロプロセッサ７２
から制御バス７１を介して送られる信号により制御さ
れ、テスタ６９と連動して試料台６３の上下方向の微動
調整等を行う。また、上記昇降駆動部６５はＸ−Ｙステ
ージ６７上に設置され、半導体ウェハ１の水平面内位置
決めを行い、また、図示しない回動機構により向きが制
御される。半導体ウェハ１の各電極は配線基板３０の同
軸コネクタ２５からケーブル６８を介してテスタ６９に
接続され、その間を各種の検査信号が送受されて半導体
ウェハ１に形成された複数の半導体素子の各々の動作特
性が順次テストされる。

【００３３】

【発明の効果】本発明により、半導体チップの各電極に
接続される線材の端部を上記電極ピッチに合わせて絶縁
基板により固定し、テスタに接続される配線基板の配線
ピッチにまで拡大するので、プロ−ブ部の配線ピッチを
狭めることができ、これにより、テスト数を例えば従来
の大型計算機用ＬＳＩ等における１０００本レベルから
２０００〜３０００本レベルに拡大することができる。
また、上記線材の端部を保持する絶縁基板のスル−ホ−
ルをＮＣにより加工すると、プローブ本数や、同ピッチ
等を個々の半導体チップの電極配置に合わせて迅速、容
易に設定／変更することができ、これにより設計、製造
期間を短縮することができる

【００３４】さらに、上記線材の導体を絶縁材により被
覆して導電性材料で覆って同軸ケーブルとして用いるの
で、従来装置における同軸ケーブル端部の絶縁基板スル
−ホ−ルへの取り付け作業や、フランジ付き電極を芯線
に固着したりする面倒な組立作業を省略することができ
る。

【００３５】また、上記複数のプローブの先端部を上記
線材と一体化することにより、従来装置のスプリングプ
ロ−ブの全てを省略して、電極上にはんだボールを備え
た半導体チップをテストすることができ、さらに、プロ
−ブピッチを従来の０．４５ｍｍから０．２ｍｍ以下に
縮小できるので、これに対応した狭電極ピッチの半導体
素子の検査が可能となる。

【００３６】また、プロ−ブヘッダ部にスプリングプロ
ーブを設けることにより、上記はんだボールを備えた半
導体チップとこれを備えていない半導体チップの双方を
テストすることができる。

【００３７】また、各プローブ先端部を、絶縁基板のス
ル−ホ−ル内に厚膜導体を充填した後に、その上に成膜
技術により突起状先端部を形成することにより、多数の
プローブを一括して精度良く作ることができ、各プロ−
ブの先端位置のバラツキを１０μｍ以内に収めることが
できる。

【００３８】さらに、上記プローブユニットの配線部の
各線材端部に導電性チュ−ブを取り付け、これらを配線
部の絶縁基板の段差付きスル−ホ−ル内に嵌合させるこ
とにより、各線材の位置決めが容易になるので、組立調
整工数を短縮して装置を経済化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体素子検査装置のプロ−ブ部
の断面図である。

【図２】本発明による半導体素子検査装置のプローブ部
の他の断面図である。

【図３】本発明による半導体素子検査装置のプローブ部
の他の断面図である。

【図４】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定する
絶縁基板の部分断面図である。

【図５】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定する
絶縁基板の他の部分断面図である。

【図６】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定する
絶縁基板の他の部分断面図である。

【図７】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定する
絶縁基板の他の部分断面図である。

【図８】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定する
絶縁基板の他の部分断面図である。

【図９】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定する
絶縁基板の他の部分断面図である。

【図１０】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定す
る絶縁基板の他の部分断面図である。

【図１１】本発明によるプロ−ブ線材端部挿入、固定す
る絶縁基板の他の部分断面図である。

【図１２】本発明の半導体素子検査装置をウェハプロー
バとして構成した図である。

【図１３】ウエハとチップの斜視図である。

【図１４】従来の検査用プローブの断面図である。

【図１５】図１４の平面図である。

【図１６】電極上にはんだボールを有する半導体素子の
斜視図である。

【図１７】図１６の半導体素子の実装状態を示す斜視図
である。

【図１８】従来の検査装置の部分断面図である。

【図１９】図１８の検査装置用多層配線基板の部分断面
図である。

【図２０】従来の半導体素子検査装置のプローブユニッ
ト部の部分断面図である。

【図２１】図２０のプローブ先端部の断面図である。

【符号の説明】

１ ウエハ ２ 半導体素子（チップ） ３ 電極 ４ プローブカード ５ プローブ ６ はんだボール ７ 配線基板 ８ 電極 ９ 信号用導体配線 １０ 電源導体層 １１ 多層配線基板 １２ 突起電極 １３ 熱源 １４ スプリングプローブ １５ 電極 １６ シールド用の導電性基板 １７ 絶縁基板 １８ 同軸ケーブル ２０ 芯線保持用の絶縁基板 ２１ フランジ付き電極 ２２ 導電性基板 ２３ シールド ２４ はんだ ２５ 同軸コネクタ ２８ 導電性プローブ ２９ 絶縁基板 ３０ 配線基板 ３１ 電極 ３４ 絶縁性の被覆材 ３５ 絶縁性のチューブ ３６ 導電性材料 ３８ 絶縁基板 ３９ 可動ピン ４０ 絶縁基板 ４１ スペーサ ４３ 導電性線材 ４４ 可動ピン ４５ プローブ ４６ セラミック基板 ４７ 厚膜導体 ４８ めっき部 ４９ はんだボール ５１ 絶縁性接着剤 ５５ 絶縁基板 ５６ 導電性チューブ ５８ 金属電極 ６３ 試料台 ６４ 昇降軸 ６５ 昇降駆動部 ６６ 台 ６７ Ｘ−Ｙステージ ６８ ケーブル ６９ テスタ ７１ 制御バス ７２ マイクロプロセッサ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子の複数の電極に複数のプロー
   ブの先端部をそれぞれ接触して、該半導体素子と上記テ
   スタ間の検査信号送受を行う半導体素子検査装置におい
   て、上記複数のプローブの先端部を保持するプロ−ブユ
   ニットと、プロ−ブユニットを保持してプロ−ブユニッ
   トと上記テスタ間を電気的に接続する配線基板とを備
   え、さらに、プロ−ブユニットは上記複数のプローブの
   先端部を保持するプローブヘッダ部と、プローブヘッダ
   部と上記配線基板間を線材により配線する配線部とを備
   え、さらに、上記配線部の複数の線材の少なくとも一部
   を絶縁被膜付き線材とし、さらに、上記配線部の複数の
   線材の間隙部に導電性材料を充填するようにしたことを
   特徴とする半導体素子検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記導電性材料を上
   記テスタの接地電位に接続するようにしたことを特徴と
   する半導体素子検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記配線部
   の絶縁被膜付き線材の一部を上記テスタの電源電位に接
   続し、他をテスト信号送信／受信端子に接続するように
   したことを特徴とする半導体素子検査装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、少なくとも上記テス
   ト信号送信／受信端子に接続する絶縁被膜付き線材を絶
   縁性チュ−ブに挿入するようにしたことを特徴とする半
   導体素子検査装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
   上記テスト信号送信／受信端子に接続する絶縁被膜付き
   線材の少なくとも一部を同軸ケ−ブルとしたことを特徴
   とする半導体素子検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   上記配線部の複数の線材を銅、タングステン、ステンレ
   ス、銅−錫合金、ベリリウム−銅合金のいずれかにより
   形成したことを特徴とする半導体素子検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   上記配線部の絶縁被膜付き線材の絶縁被膜材料をポリテ
   トラフルオロエチレン、またはポリパラキシレン、また
   はポリイミド、またはエナメルとしたことを特徴とする
   半導体素子検査装置。
8. 【請求項８】 請求項４において、上記絶縁性チュ−ブ
   をポリイミド、またはポリテトラフルオロエチレンにて
   形成したことを特徴とする半導体素子検査装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
   上記プロ−ブユニットの配線部は上記線材を絶縁基板の
   複数のスル−ホ−ル内に各個に保持するようにしたこと
   を特徴とする半導体素子検査装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、上記プロ−ブユニ
    ットの配線部の線材を保持する絶縁基板を快削性セラミ
    ックス、アクリル、ポリイミド、エンジニアリングプラ
    スチック、感光性ガラスのいずれかにより形成したこと
    を特徴とする半導体素子検査装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかにおい
    て、上記複数のプローブの先端部と上記配線部の線材を
    一体に形成したことを特徴とする半導体素子検査装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１０のいずれかにおい
    て、上記プロ−ブヘッダ部を少なくともプローブ用チュ
    ーブの両端部からばね力により摺動自在に外方に押しだ
    される２個の可動ピンを備えたスプリングプローブの複
    数と上記複数のスプリングプローブを各個に保持する絶
    縁基板とにより構成し、上記スプリングプローブの可動
    ピンの一方を上記プロ−ブユニットの配線部が保持する
    線材端に各個に接続するようにしたことを特徴とする半
    導体素子検査装置。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１０のいずれかにおい
    て、上記プローブヘッダ部を上記プローブの先端部を各
    個に保持する絶縁基板により構成し、上記絶縁基板が保
    持する各プローブの端部を上記プロ−ブユニットの配線
    部の端部にはんだ付けするようにしたことを特徴とする
    半導体素子検査装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、上記プローブヘ
    ッダ部の絶縁基板が保持するプローブ先端部のそれぞれ
    を、上記絶縁基板のスル−ホ−ル内に充填した導体部
    と、上記導体部の先端上にメッキ、蒸着、ＣＶＤ、スパ
    ッタリング等の方法により成膜し、これを必要に応じて
    エッチングして形成した突起部とにより形成するように
    したことを特徴とする半導体素子検査装置。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし１４のいずれかにおい
    て、上記プローブユニットの配線部の各線材に取り付け
    た導電性チュ−ブと、上記プローブユニットの配線部の
    絶縁基板に設けた複数の段差付きスル−ホ−ルとを備
    え、上記段差付きスル−ホ−ルに上記線材の導電性チュ
    −ブ部を各個に挿入して上記線材の位置決めを行うよう
    にしたことを特徴とする半導体素子検査装置。
16. 【請求項１６】 請求項１２において、上記プローブユ
    ニットの配線部の各線材端部に取り付けた導電性チュ−
    ブと、上記プローブユニットの配線部の絶縁基板に設け
    た複数の段差付きスル−ホ−ルを備え、上記段差付きス
    ル−ホ−ル内に上記線材の導電性チュ−ブを各個に挿入
    して上記線材の位置決めを行い、さらに、上記各線材端
    部と導電性チュ−ブの端部を上記段差付きスル−ホ−ル
    の内部に納まるようにして、上記段差付きスル−ホ−ル
    端部に凹部を設け、上記凹部に上記スプリングプローブ
    の可動ピンの一方を案内するようにしたことを特徴とす
    る半導体素子検査装置。