JPH067138B2

JPH067138B2 - プローブ装置

Info

Publication number: JPH067138B2
Application number: JP61255099A
Authority: JP
Inventors: 憲政大窪
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS63108266A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、プローブ装置に関するものである。

（従来の技術）プローブ装置は例えば半導体ウエハに形成された半導体
チップの電気的諸特性を測定するのに用いられている
が、従来この種のプローブ装置に関する技術としては、
例えば実開昭６０−１０９０５６号公報に掲載の「端子
接続機構」記載されている、半導体ウエハプローバイン
サートリングに用いられるいわゆるメジャリングアッシ
ーが挙げられる。

かかる先行技術は、プローブ針を取着したプローブカー
ドと測定用検査回路を電気的に接続するための機構であ
り、測定用操作回路基板の回路パターンに接続したパフ
ォーマンスボードに、接触ピンでコンタクトボードに接
触させ、上記パフォーマンスボードからプローブカード
ソケットに配線し、このプローブカードソケットと上記
プローブカードとを接触させた構成となっている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで技術革新に伴いＩＣの高集積化は著しく発達し
ており、それに合わせてＩＣを測定する技術も対応要求
される。そしてＩＣの高集積化は、ＩＣを構成する端子
数が増加することであり、収容素子数の増加は１チップ
あたりの電極パッド数の増加となり、この電極パッド数
の増加に対しては、プローブ針数を増加させる必要があ
る。

しかしながら上記従来のメジャリングアッシーによれ
ば、操作性などの点から、リング状端子板を大きくする
ことができない状況にあり、そのためプローブ針数を増
加させるための端子数の増加が困難であり、ＩＣの高集
積化に対応できないという問題があった。

（問題点を解決するための手段）本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり高集積化
に対応した端子数の増加を可能とするプローブ装置を提
供して、上記問題の解決を図ることを目的とする。

そのため本発明では上記目的達成のため、被測定基板に
対向して配置されたプローブカードに上記被測定基板を
電気的い接触させ、上記プローブカードに対向して配置
されたテストヘッドに内蔵された測定用検査回路基板を
介して上記被測定基板の電気的測定を行うプローブ装置
であって、上記テストヘッドに保持され上記測定用検査
回路基板に配線接続された回路を有する第１の基板と、
上記第１の基板と離間して略平行に設けられて上記プロ
ーブカードを保持し、さらに上記プローブカードの接触
ピンからの配線が接続された回路を有する第２の基板
と、上記第１の基板と第２の基板との回路配線を接続す
るシールドワイヤとを具備したプローブ装置において、
上記第１の基板及び第２の基板に夫々補助回路基板を設
け、この補助回路基板における印刷回路を前記回路配線
に電気的に導通させ、前記補助回路基板相互間もシール
ドワイヤで電気的に接続されていることを特徴とする、
プローブ装置を提供する。

上記の場合、上記シールドワイヤを直流用と交流用とに
分けてもよい。

（作用）本発明によれば、第１、第２の回路基板に補助回路基板
が設けられているので、回路配線を立体的に取り出すこ
とができ、基板の面積が実質的に拡大されて端子数の増
加が可能となるとともに、それに対応してシールドワイ
ヤを高密度で配線できるプローブ装置とすることができ
る。それゆえ特に半導体ウエハプローバインサートリン
グ用メジャリングアッシーにおいては、高集積化半導体
ウエハに対応したウエハ探査を可能にする効果がある。

さらに前記の如くシールドワイヤを直流用と交流用とに
分けておけば、被測定基板に供給する直流と交流とが分
離され、互いに悪影響を与えることはない。したがって
テストの信頼性を高めることができる。

（実施例）次に本発明の実施例にかかるプローブ装置を添付図面に
即して説明すれば、本実施例は半導体ウエハプローバイ
ンサートリング用メジャリングアッシーに適応した実施
例であり、本実施例における第１の基板は、絶縁性の端
子基板例えば厚さ６mm、直径２１０mmの円形の中央を円
形例えば１１０mm部を切り抜いた幅５０mmのリング型の
第１の基板（１０）としている。

また本実施例における第２の基板は、上記第１の基板
（１０）より小径の絶縁性の端子基板例えば厚さ６mm、
直径１６５mmの円形の中央を円形例えば８５mm部を切り
抜いた幅４０mmのリング型の第２の基板（１１）として
いる。

これら各第１の基板（１０）、第２の基板（１１）には
必要に応じて補助回路基板を介して電気的に導通可能な
ように接続配線されている。

まず上記第１の基板（１０）について説明すると、第１
の基板（１０）には、第３図（Ａ）に示すように、４つ
の切込みが設けられているが、これらはインカーを取付
けるためのインカー取付け部（１３）を形成しているも
のである。

即ち被測定体である半導体ウエハに規則的に形成された
半導体チップがプローブ装置により電気的諸特性を検査
した結果、不良と判定された場合には、その不良チップ
にマーク例えばインクを付けるが、このマークを付ける
機構、例えばインカーを設置可能なように９０°の間隔
を設けて上記第１の基板（１０）周縁部に、例えば幅約
１０mm、長さ約３０mmの切り込みの形成されてなるイン
カー取付け部（１３）が第３図に示す如く４箇所に形成
されているのである。

第１の基板（１０）の上方（１０ａ）には、テストヘッ
ド（４０）に設けられて電気的諸特性を測定する回路の
形成された回路基板に導通しているパフォーマンスボー
ド（４１）の回路配列パターンに対応した位置に、ポゴ
ピン（１５）が基板上方に向けて例えば７mm垂直に突出
して形成されている。

上記ポゴピン（１５）は、基板中心点から上記インカー
取付け部（１３）を除いた第１の基板（１０）の上方
（１０ａ）に第３図に示す如く放射状に同角度間隔を設
けて、第１の基板（１０）の内端点から例えば１３mm、
外端点から例えば１７mmの中央部間隔２０mmに、４mmの
間隔ごとに６本のポゴピン（１５）を一列とした、ポゴ
ピン列（１６）を形成しており、インカー取付け部（１
３）と他のインカー取付け部（１３）の間には１６のポ
ゴピン列（１６）、すなわち計９６本のポゴピン（１
５）が設けられ、第１の基板（１０）の上方（１０ａ）
には合計で３８４本のポゴピン（１５）が配列されてい
る。

このポゴピン（１５）は、第１の基板（１０）の下方
（１０ｂ）より基板上端まで貫通している有底筒状のソ
ケット（１７）に、例えば１５mmの長さに挿入保持され
ている。このポゴピン（１５）はパフォーマンスボード
（４１）設定の時の感触を容易にするためと、夫々の基
板の保守の為に例えば５mm上下動可能で適当な弾力性を
持ち復帰可能な構成である。このような復帰可能な構成
は、例えばポゴピン（１５）奥側先端にスプリングを内
蔵することにより実現できる。

第１の基板（１０）の下方（１０ｂ）に１０mm程度垂直
に突出している上記ソケット（１７）は、ポゴピン列
（１６）に相応しているので、第１の基板（１０）の下
方（１０ｂ）でポゴピン列（１６）と同様に１列に６本
のソケット列を形成している。

このソケット列に相応するように補助回路基板例えばガ
ラスエポキシで構成された第２図に示すごときＰＣＢ(P
rint Circuit Board)（２５）が上記各ソケット列に取
着されている。

このＰＣＢ（２５）は大きさが例えば縦７mm、横３０m
m、厚さ１mmの小さな印刷回路基板であり、その一側面
（２６）は上記ソケット列に取着例えばハンダ付けされ
ている。この状態を第３図（Ｂ）に示す。

さらにこの構造を具体的に説明すれば、ＰＣＢ（２５）
に保持されたコネクタ（１９）が第１の基板（１０）に
設けられた上記ソケット（１７）に嵌込まれて、コンタ
クトがとられている。上記ＰＣＢ（２５）には第２図
（Ａ）に示す如く、幅方向両端に例えば直径1.５mmの穴
（２４ａ）が夫々形成され、その各穴（２４ａ）、（２
４ａ）間に、直径が例えば１mmの穴３つ（２４ｂ）を縦
列したものを７列と、直径が例えば２mmの穴２つ（２４
ｃ）を縦列したものを６列とが交互に構成されている。
又コネクタを取り付けた一側面（２６）の逆面（２７）
には回路配線が形成されている。

上記ＰＣＢ（２５）は、ソケット１列（１８）に１枚必
要である。すなわち、インカー取付け部（１３）と他の
インカー取付け部（１３）との間に１６枚、したがって
第１の基板（１０）全体では６４枚のＰＣＢ（２５）が
第１の基板（１０）の下方（１０ｂ）に垂直に設置され
ている。

次に第２の基板（１１）について説明すると、第２の基
板（１１）には、プローブカード（４２）を保持するた
めに、第２の基板（１１）における周縁部から中心方向
に向けて、例えば２３mmの点を中心として、例えば直径
１０mmのネジ止め穴（３０）が中心より中心角４５°の
間隔をおいて第４図（Ａ）に示す如く８つ形成されてい
る。

そして第２の基板（１１）の下方（１１ｂ）には、プロ
ーブカード（４２）の配線に合った接触部の穴に挿入接
触させる雄機能の接触ピン（３１）が４mm垂直に突出し
ている。

この接触ピン（３１）は、基板中心点より放射状に同角
度間隔を設けて、第２の基板（１１）の内端点から例え
ば５mm、外端点から例えば１５mmの中心部間隔２０mm
に、４mm間隔ごとに接触ピン（３１）６本を１列とした
接触ピン列（３２）を８０列形成する。但し上記ネジ止
め穴（３０）には、接触ピン（３１）は形成できない。

ゆえにネジ止め穴（３０）部において接触ピン（３１）
は内側の２本で１列（３１ａ）を形成し、１つの穴に対
して２列が２本で形成される。すなわち２本で１列（３
２ａ）を形成されるものは、第２の基板（１１）におい
て１６列となり残り６４列が、接触ピン（３１）６本で
１列を形成している。

この６４列の最外周の接触ピン（３１）はアース用のＧ
ＮＤピン（３１ａ）である。

又、第２の基板下方（１１ｂ）には、プローブカード
（４２）の位置決めピン（３１ｂ）が２箇所に設置され
ているので、接触ピン（３１）は合計４１４ピンが第２
の基板下方（１１ｂ）に形成されている。

接触ピン（３１）は、第２の基板（１１）の上方（１１
ａ）に１０mm程度突出して第２の基板（１１）の下端ま
で貫通しているソケット（１７ａ）に、例えば長さ１５
mmに挿入保持されており、プローブカードに歪などが起
こっても正確に設置可能なように接触ピン（３１）は、
長さ例えば４mm上下動可能に構成されている。

又第２の基板（１１）の上方（１１ａ）に１０mm程度垂
直に突出しているソケット（１７ａ）は、接触ピン（３
１）に相応しているので第２の基板（１１）の上方（１
１ａ）で接触ピン列（３２）と同様なソケット列を形成
している。

ソケット６本で１列を形成している６４列に対しては、
第３図（Ｂ）と同様に上記ＰＣＢ（２５）の一側面（２
６）に第４図（Ｂ）に示す如くハンダ付けされ保持され
たコネクタ（１９）をソケット（１７ａ）に嵌込む。ま
たソケット（１７ａ）２本で形成されているソケット列
のソケット（１７ａ）に対しては、ＰＣＢ（２５）を取
付けず、直接ソケット（１７ａ）にコネクタ（１９）嵌
込む。

次に、上記第１の基板（１０）と第２の基板（１１）の
配線について説明する。

第１の基板（１０）の下方（１０ｂ）と第２の基板（１
１）の上方（１１ａ）に設けられた夫々のＰＣＢ（２
５）をシールドワイヤにより導通可能に構成する。

これらのワイヤリングの状態は、第６図に示したように
なっており、その構成は、直流用のシールドワイヤ（３
５ａ）例えば７０mmを１２８本と、交流用のシールドワ
イヤ（３５ｂ）例えば５０mmを２５６本とに拠ってい
る。

上記直流用シールドワイヤ（３５ａ）は、両端のワイヤ
（３６）の被覆部分が夫々２mm切り取られている。一方
交流用シールドワイヤ（３５ｂ）は被覆が２重に形成さ
れており、両端より４mm部分で１重の被覆が切り取ら
れ、両端より２mm部分で２重被覆の部分が夫々切り取ら
れ、ワイヤ（３６）を２mm露出させている。

上記交流用シールドワイヤ（３５ｂ）は第１の基板（１
０）に設定されたＰＣＢ（２５）と第２の基板（１１）
に設定されたＰＣＢ（２５）のコネクタの基板中心側か
ら内側４つ目まで、基板の夫々２５６本のコネクタ（１
９）に対応してＰＣＢ（２５）にハンダ付けされたコネ
クタ（１９）と同側面（２６）から被覆を切り取った第
５図に示すワイヤ（３６）を、ＰＣＢ（２５）に形成さ
れた穴（２４ｂ）に貫通させ、逆面（２７）でワイヤ
（３６）のハンダ付けを行う。

上記直流用シールドワイヤ（３５ａ）は、第１の基板
（１０）において、最外周のコネクタ（１９）６４本で
はＰＣＢ（２５）を通さず、直接ソケット（１７）にハ
ンダ付けをし、第２の基板（１１）のＰＣＢ（２５）に
ハンダ付けされていないソケット列と最外周より１つ内
側のＰＣＢ（２５）にハンダ付けされているコネクタ
（１９）挿入されたソケット（１７ａ）に夫々ハンダ付
けをし配線されている。

また第１の基板（１０）において最外周より１つ内側の
ＰＣＢ（２５）にハンダ付けされた直流用シールドワイ
ヤ（３５ａ）は、第２の基板（１１）のＰＣＢ（２５）
にハンダ付けされている。

また上記直流用シールドワイヤ（３５ａ）と交流用シー
ルドワイヤ（３５ｂ）は、故障時において瞬時に見分け
が可能なように、夫々色分けされている。これら直流用
シールドワイヤ（３５ａ）と交流用シールドワイヤ（３
５ｂ）の各配線により、第１の基板（１０）と第２の基
板（１１）が夫々同軸的に位置合わせされ、第１の基板
（１０）で第２の基板（１１）を保持する構成になって
いる。

本実施例は上記の如く構成されており、プローブカード
（４２）を保持する第２の基板（１１）と、テストヘッ
ドの信号を中継する第１の基板（１０）との配線を直流
用シールドワイヤ（３５ａ）と交流用シールドワイヤ
（３５ｂ）で行っているから、ノイズは信号間のクロス
トークは防止されている。したがって高周波試験を必要
とする例えば半導体ウエハなどの被測定基板の測定を行
っても、ノイズやクロストークによって測定結果が左右
ず、信頼性の高い測定を実施できる。

また上記実施例では、シールドワイヤを直流用シールド
ワイヤ（３５ａ）と交流用シールドワイヤ（３５ｂ）と
に分けているので、被測定基板に供給する直流と交流と
が分離され、相互に悪影響が生ずることはない。それゆ
え信頼性はさらに高くなっている。

さらにまた上記実施例では、補助回路基板としてＰＣＢ
（２５）を設けてあり、基板の面積が実質的に拡大され
て多くの端子数の形成が可能となっている。そりゆえ電
極パッド数に伴うプローブ針の増加に充分対処できる。

しかもそれに対応してシールドワイヤを接続しているの
で、高密度でシールドワイヤを配線したプローブ装置と
なっている。従って特に半導体ウエハプローバインサー
トリング用メジャリングアッシーにおいては、高集積化
半導体ウエハに対応したウエハ探査が可能である。

なお上記実施例では、第１の基板（１０）と第２の基板
（１１）は、リング型に形成されていたが、これはオペ
レーターによる操作の際、上方から被測定体を拡大して
みる顕微鏡やＴＶカメラを設置するためである。

しかしながら歩留りが向上した完全自動化のプローブ装
置においては、顕微鏡やＴＶカメラを設置する必要がな
いため基板をリング型に形成しなくてもよい。即ち基板
は円型や長方型などの多種類な基板でもよい。

また上記実施例では補助回路基板としてもＰＣＢ（２
５）を１列のピン全てにハンダ付けした例について説明
したが、必要に応じて１ピンでも複数ピンでもよい。さ
らに補助回路基板にコネクタを設けた例について説明し
たが、必ずしもコネクタはなくてもよい。

（発明の効果）本発明のプローブ装置によれば、プローブカードとテス
トヘッドとに夫々設けられた第１と第２の基板に夫々補
助回路基板を設けて、回路配線を立体的に取り出す構成
としたので、限られた少ない基板スペースに多くの端子
を形成することが可能となり、プローブカードの多ピン
化に対応してワイヤ配線が高密度化したことに対応した
配線が可能なプローブ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す説明図、第２図は
実施例におけるＰＣＢの拡大図、第３図は実施例おける
第１の基板の説明図、第４図は実施例における第２の基
板の説明図、第５図は実施例におけるシールドワイヤの
説明図、第６図は実施例におけるシールドワイヤの接続
状況を示す説明図である。なお１０は第１の基板、１１は第２の基板、１５はポゴ
ピン、１７、１７ａは夫々ソケット、２５はＰＣＢ(Pti
nt Circuit Board)、３１は接触ピン、３５ａは直流用
シールドワイヤ、３５ｂは交流用シールドワイヤ、４０
はテストヘッド、４２はプローブカードである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定基板に対向して配置されたプローブ
カードに上記被測定基板を電気的に接触させ、上記プロ
ーブカードに対向して配置されたテストヘッドに内蔵さ
れた測定用検査回路基板を介して上記被測定基板の電気
的測定を行うプローブ装置であって、上記テストヘッドに保持され上記測定用検査回路基板に
配線接続された回路を有する第１の基板と、上記第１の基板と離間して略平行に設けられて上記プロ
ーブカードを保持し、さらに上記プローブカードの接触
ピンからの配線が接続された回路を有する第２の基板
と、上記第１の基板と第２の基板との回路配線を接続するシ
ールドワイヤとを具備したプローブ装置において、上記第１の基板及び第２の基板に夫々補助回路基板を設
け、この補助回路基板における印刷回路を前記回路配線
に電気的に導通させ、前記補助回路基板相互間もシール
ドワイヤで電気的に接続されていることを特徴とする、
プローブ装置。
【請求項２】シールドワイヤは直流用と交流用とに分け
られていることを特徴とする、特許請求の範囲第（１）
項に記載のプローブ装置。