JPH06308155A - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JPH06308155A
JPH06308155A JP12333793A JP12333793A JPH06308155A JP H06308155 A JPH06308155 A JP H06308155A JP 12333793 A JP12333793 A JP 12333793A JP 12333793 A JP12333793 A JP 12333793A JP H06308155 A JPH06308155 A JP H06308155A
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JP
Japan
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probe
substrate
inspected
contact
needle
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Withdrawn
Application number
JP12333793A
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English (en)
Inventor
Kunio Sano
國夫 佐野
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Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Yamanashi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭ピッチ化に対応し、位置合わせ容易であ
り、しかも電気特性が改善されたプローブカードを提供
する。 【構成】 本発明によれば、プローブ手段が、先端に接
触子(8)を備えたフレキシブル基板から成るプローブ
基板(4)を複数積層することにより構成される。その
ため、狭ピッチ化に対応可能であり、組立時の位置合わ
せが容易となる。さらにまた、上記プローブ基板(4)
が被検査基板(2)に接触する近傍までインピーダンス
整合をとることができるので、プローブの電気特性が改
善される。

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係り、特
にプローブ装置のプローブ手段の構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
ウェハプロセスの終了後、個々の半導体チップに分割す
る前に、プローブ装置を用いて各チップの電気的特性を
測定し、予め不良なチップの選別を行い製造工程の効率
化を図っている。
【0003】かかるプローブ検査は、プローブ装置の載
置台の上に載置された被検査基板、例えば半導体ウェハ
上の多数の測定電極に対して、プローブカード基台に配
設された多数のプローブ針を電気的に接触させ、さらに
このプローブカード基台を接続手段、例えばコンタクト
リングを介してテストヘッドに電気的に接続させること
により、所定の試験信号を各チップに対して送り、その
応答を監視することにより実施されるのが一般的であ
る。
【0004】ここで、図5および図6を参照しながら被
検査基板をプローブ検査するための従来のプローブカー
ド50、60の構造について簡単に説明する。
【0005】図5には、従来のいわゆる水平型プローブ
針を備えたプローブカード50が示されている。このプ
ローブカード50は、載置台51の上に載置された被検
査基板52の検査面に略平行に配置されたプローブカー
ド基板53を備えている。そのプローブカードに対して
θの角度をなして下方に傾斜するように、例えば金(A
u)、タングステン(W)などの導電体から構成される
プローブ針54が取り付けられる。このプローブ針54
の先端55は上記被検査基板52の対応する電極パッド
56に当接するように位置調整される。
【0006】検査時には、上記載置台51が図示しない
駆動装置により矢印Z方向に駆動され、上記各プローブ
針54の上記先端55を上記電極パッド56に電気的に
接触させ、図示しない外部テスタから各チップに試験信
号を送り、各チップから返送される応答信号に応じて各
チップの電気的特性試験を実施している。
【0007】図6には、従来のいわゆる垂直型プローブ
針を備えたプローブカード60が示されている。このプ
ローブカード60は、略円板状のプローブカード基板6
1と、プローブ針62と、そのプローブ針62を載置台
63上に載置された被検査基板64に案内するためのガ
イド部65から構成されている。このプローブ針62
は、例えば金(Au)、タングステン(W)などの導電
体から構成され、部分62Aが被検査基板に対して垂直
方向に配されている。
【0008】ガイド部には、上から順に針固定板66、
上部案内板67および下部案内板68が設けられてい
る。これらの板部材66、67、68には、それぞれ上
記プローブ針62を貫装可能な孔が穿設されており、上
記各プローブ針62は対応する孔に貫装され位置決めさ
れた後、固定用樹脂69により固定される。また上記プ
ローブ針の上部62Bはアーチ状に曲げられてポイント
70において上記プローブカード基板61に電気的に接
続される。
【0009】検査時には、上記載置台63が矢印Z方向
に駆動されて、上記プローブ針の先端部62Cが上記被
検査基板64の電極パッド71に当接される。この際、
上記プローブ針62は上記針固定板66と上記上部案内
板67との間において弾性的に撓み垂直方向の力を吸収
するように作用する。このようにして、上記被検査基板
64の上記電極パッド71に電気的に導通した上記プロ
ーブ針62に図示しない外部テスタより試験信号が送ら
れ、各チップから返送される応答信号に応じて各チップ
の電気的特性が測定される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のプ
ローブカード50、60にあっては、それらが垂直型プ
ローブ針であろうと水平型プローブ針であろうと、製造
組立時に、個々のプローブ針を顕微鏡を見ながらの手作
業にて個別に設置し、それぞれの針の先端部について個
別に位置調整を行う必要があった。特に近年の半導体チ
ップの高集積化に伴いプローブ針の配置の狭ピッチ化が
すすむにつれ、上記のような製造組立時に要求される負
担も急激に増加してきたため、狭ピッチ化に対応しなが
ら、かつ位置調整が容易なプローブカードの開発が望ま
れている。
【0011】また、従来のプローブカードの50、60
にあっては、いずれもニードル形状のプローブ針を用い
ているため、プローブ針部分でのインピーダンス整合を
とるのが困難であった。特に図2に示すような垂直型プ
ローブ針の場合には、プローブ針のアーチ部分62Bに
おけるインダクタンスが試験信号に影響を与えるため問
題となっていた。
【0012】本発明は上記のような技術的課題を克服す
べくなされたもので、その目的とするところは、プロー
ブ手段の狭ピッチ化に対応しながら、かつ個々のプロー
ブ手段の被検査基板に対する位置調整が容易な新規かつ
改良されたプローブカードを備えたプローブ装置を提供
することである。
【0013】さらにまた本発明の目的とするところは、
プローブ手段が被検査基板の電極パッドに接触する位置
のなるべく近傍まで、プローブカードのインピーダンス
整合をとることが可能な新規かつ改良されたプローブ装
置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、被検査基板の電極に電気的に接触し試験
信号を送受するためのプローブ手段と、そのプローブ手
段を前記被検査基板の電極に対して案内するとともに外
部テスタと前記被検査基板の間にあって前記試験信号を
送受するためのプローブカードとを備えたプローブ装置
において、前記プローブ手段が複数のフレキシブル基板
から構成され、前記各フレキシブル基板の一端には複数
の前記測定用電極に電気的に接触する複数の接触子が設
けられ、前記各フレキシブル基板にはその各接触子から
その他端に至るまで前記試験信号を送受する信号線が配
線され、前記フレキシブル基板の他端は前記信号線が前
記プローブカードの対応する信号線に接続されるように
前記プローブカードに接続固定され、複数の前記フレキ
シブル基板が、前記各接触子の先端の全てが略同一面に
表れるように積層される、ことを特徴とするプローブ装
置を提供する。
【0015】さらに本発明によれば、複数の前記フレキ
シブル基板が、電気的絶縁体の緩衝手段を介して積層さ
れていることが好ましい。あるいは、前記各フレキシブ
ル基板に配線された前記信号線の間にインピーダンス整
合のためのグランド線が配線されていることが好まし
い。
【0016】
【作用】請求項1の発明によれば、先端に接触子を有す
る複数のフレキシブル基板を積層して被検査基板に対す
るプローブ手段が構成されるので、公知のプリント配線
技術を用いて容易に各プローブ配線を狭ピッチに配線す
ることができる。しかも、複数のプローブ手段が同一の
フレキシブル基板上に配線されるので、基板単位で位置
調整を行えばよく、針単位で位置調整を行っていた従来
技術に比較して、製造組立が容易になる。また、従来装
置ではいずれかのプローブ針が故障した場合であって
も、極微小な針単位の交換は不可能であったが、本発明
によればフレキシブル基板単位でプローブ手段の交換が
可能となる。
【0017】請求項2の発明によれば、各フレキシブル
基板が緩衝材を介して積層されるので、プローブ手段の
被検査基板に対する接触力を吸収調整することが可能と
なるとともに、基板同士が短絡したり、あるいは接触に
より傷つけ合ったりする事態を回避することが可能であ
る。
【0018】請求項3の発明によれば、プローブ手段の
接触子の近傍までインピーダンス整合をとることができ
るので、従来の装置に比較して遥かに精度の高いプロー
ブ検査を実施することが可能である。
【0019】
【実施例】以下に、添付図面を参照しながら本発明に基
づいて構成されたプローブ装置に用いることができるプ
ローブカード10の一実施例について説明する。図1に
示すように、本発明に基づくプローブカード10は、載
置台1の上に載置された被検査基板2の検査面に略平行
に対向された略円板状の基板3を備えている。この基板
3の下面に複数のフレキシブルPCB(プリント配線基
板)からなるプローブ基板4が適当な固定手段例えばハ
ンダなどにより傾斜θを有するように固定される。その
際、後述するように各プローブ基板4に配線される信号
用配線5と基板3に配線される対応する信号用配線(図
示せず)がそれぞれ電気的に導通するように配線が行わ
れる。
【0020】上記プローブ基板4には、公知のプリント
配線技術によりプローブ用配線がなされる。図2に示す
例では、このプローブ用配線は、上記プローブ基板4の
下面に配線された信号用配線5と、上記プローブ基板4
の上面一面に配されたグランド用パターン6とから構成
される。さらに上記プローブ基板4のインピーダンス整
合をとるために、各プローブ基板4の隣接する信号用配
線5の間にグランド用配線(図示せず)を配線すること
も可能である。かかる構成により、隣接する信号用配線
間、あるいは隣接する基板間がお互いにシールドされ、
各信号線5を被検査基板3に接触する位置の近傍までイ
ンピーダンス整合することが可能となり、クロストーク
あるいはノイズから防止することができる。その結果、
従来より高い精度で高速試験を実施することが可能とな
る。
【0021】さらに各プローブ基板4は被検査基板側が
水平方向に屈曲され、この屈曲部7の下面に上記信号用
配線5に導通するようにバンプ8が形成される。このバ
ンプ8は例えば10μmの高さでニッケル製半球を上記
屈曲部7の下面に形成し、その表面に銅や金などの導電
体をコーティングすることにより製造することができ
る。また上記プローブ基板4の屈曲部7を、図3に示す
ようにフォーク状に形成し、各バンプ8を各枝部9に配
置することにより、各バンプ8部分を垂直方向に独立に
可動するように構成することも可能である。
【0022】検査時には、載置台2を矢印Z方向に駆動
することにより、上記バンプ8を被検査基板のチップの
酸化膜に当接させ、その酸化膜を突き破るように動作さ
せることにより各チップの電極パッドに対する電気的導
通が得られる。次いで、図示しない外部テスタより上記
基板3の信号線(図示せず)および上記プローブ基板4
の信号線5を介して試験信号が各チップに送られ、その
応答信号に応じて各チップの電気的特性が測定される。
【0023】また、上記各プローブ基板4の間には、図
1および図2に示すように、例えばシリコンやポリウレ
タンなどから構成される緩衝材を介装することが可能で
ある。この緩衝材により、上記各プローブ基板4同士の
接近を弾性緩衝することが可能となるとともに、上記各
プローブ基板4同士を電気的に絶縁することが可能であ
る。また上記緩衝材の弾性力を調整することにより、上
記各プローブ基板4のバンプ8が各チップに当接する圧
力の調整が可能となる。
【0024】次に図4を参照して、本発明に基づいて構
成されたプローブ基板の配置方法について説明する。図
4は、本発明に基づいて構成されたプローブカード10
の基板3に固定されたプローブ基板4の平面図である。
ただし上記プローブ基板4の配置の理解を容易にするた
めに上記基板3および緩衝材9は省略し、上記プローブ
基板4のみを記している。このように、本発明によれば
被検査基板2の検査面の電極パッドの配列に応じて上記
プローブ基板4の4つの積層体4a、4b、4c、4d
を周方向に等間隔で配置することが可能である。なお本
発明は上記例に限定されず、検査を行う検査面の電極パ
ッドの配列に応じて、適当な大きさに寸法合わせされた
積層体を必要な数配置することが可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検査基板に対するプローブ手段を先端に接触子を設け
た複数のフレキシブル基板を積層して構成するので、被
検査基板の電極パッドの狭ピッチ化に対応することが可
能であるととともに、製造組立時の位置合わせが容易な
プローブカードを備えたプローブ装置が提供される。
【0026】また本発明によれば、プローブ手段が、操
作が困難な針単位ではなく、操作が容易な基板単位で組
み立てられるので、部分的に故障が生じた場合であって
も、基板単位でその故障箇所を交換することが可能なの
でメンテナンスが容易なプローブカードを備えたプロー
ブ装置が提供される。
【0027】さらに本発明によれば、緩衝材によりプロ
ーブ基板同士の絶縁および接触を回避することが可能で
あり、しかもそのプローブ基板の被検査基板に対する接
触圧力を調整することができるプローブカードを備えた
プローブ装置が提供される。
【0028】さらにまた本発明によれば、プローブ手段
が被検査基板の検査面に接触する近傍までインピーダン
ス整合をとることが可能であり、したがってより高い精
度の高速試験を実施することができるプローブカードを
備えたプローブ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づいて構成されたプローブ装置に実
装されるプローブカードの一実施例を示す略断面図であ
る。
【図2】図1に示すプローブカードのプローブ基板の先
端部分の略拡大断面図である。
【図3】図2に示すプローブ基板の先端部分を矢印A方
向からみた略底面図である。
【図4】本発明に基づいて構成されたプローブ基板の配
置方法の一例を示す説明図である。
【図5】従来の水平針型プローブ針を備えたプローブカ
ードの略断面図である。
【図6】従来の垂直針型プローブ針を備えたプローブカ
ードの略断面図である。
【符号の説明】
1 載置台 2 被検査基板 3 プローブカード基板 4 プローブ基板 5 信号線 6 絶縁プレート 7 屈曲部 8 バンプ 9 緩衝材 10 プローブカード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検査基板の電極に電気的に接触し試験信
    号を送受するためのプローブ手段と、そのプローブ手段
    を前記被検査基板の電極に対して案内するとともに外部
    テスタと前記被検査基板の間にあって前記試験信号を送
    受するためのプローブカードとを備えたプローブ装置に
    おいて、 前記プローブ手段が複数のフレキシブル基板から構成さ
    れ、 前記各フレキシブル基板の一端には複数の前記測定用電
    極に電気的に接触する複数の接触子が設けられ、前記各
    フレキシブル基板にはその各接触子からその他端に至る
    まで前記試験信号を送受する信号線が配線され、前記フ
    レキシブル基板の他端は前記信号線が前記プローブカー
    ドの対応する信号線に接続されるように前記プローブカ
    ードに接続固定され、 複数の前記フレキシブル基板が、前記各接触子の先端の
    全てが略同一面に表れるように積層される、ことを特徴
    とするプローブ装置。
  2. 【請求項2】複数の前記フレキシブル基板が、電気的絶
    縁体の緩衝手段を介して積層されることを特徴とする、
    請求項1に記載のプローブ装置。
  3. 【請求項3】前記各フレキシブル基板に配線された前記
    信号線の間にインピーダンス整合のためのグランド線が
    配線されることを特徴とする、請求項1または2のいず
    れかに記載のプローブ装置。
JP12333793A 1993-04-27 1993-04-27 プローブ装置 Withdrawn JPH06308155A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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