JPH079439B2

JPH079439B2 - プローブ装置

Info

Publication number: JPH079439B2
Application number: JP62181759A
Authority: JP
Inventors: 昇増岡
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPS6425087A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、被検査体の電気的測定を行うためのプローブ
装置に係り、特に、被測定体とプローブ針との電気的接
触を電気的に検出することの可能なプローブ装置に関す
る。

（従来の技術）一般に、集積回路等の電気的特性を測定するにはプロー
ブカードが利用されている。このプローブカードの構造
は、特公昭54-23798号公報に記載されているように、プ
リント配線された基板に開口部を設け、この開口部とほ
ぼ同心状にベース部材を取付け、このベース部材に多数
のプローブ針が片持支持された構造である。このような
構造のプローブカードを使用して被測定体例えば半導体
ウエハを測定中、プローブ針がウエハ面上からはずれな
い様に、通常ウエハ周辺位置を検出するためのエッヂセ
ンサが設けられている。これらエッヂセンサの構造は、
特開昭56-133842号、特開昭58-182239号、特開昭58-528
39号、特開昭54-112174号、実公昭59-8356号で提案され
ている。

（発明が解決しようとする問題点）被測定体であるウエハは、上下および左右方向の移動を
繰り返しながら各点の検査を行なう。しかしながら従来
のエッヂセンサは、ウエハのエッヂ付近においてウエハ
の側面に当接もしくは側面付近に位置することがあり、
ここでウエハの横方向の移動が行われると、エッヂセン
サに横方向の力が加わりエッヂセンサ自体が変形もしく
は破損し、後の動作に悪影響を及ぼす可能性があった。

この発明は上記点を改善するためになされたもので、被
検査体とプローブ針との電気的接触を電気的に検出する
ことの可能なプローブ装置を提供するものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は、被検査体とプローブカードに設けらたプロ
ーブ針とを電気的に接触させて電気的測定を行なうプロ
ーブ装置において、導電体例えばタングステンで形成さ
れたプローブ針を包囲する電導性の環状体と、前記プロ
ーブ針と前記被検査体との接触により弾性的変形をした
前記プローブ針と前記環状体との電気的導通状態を検出
する検出手段と、を具備してなることを特徴とするプロ
ーブ装置を得るものである。

本発明によれば、前記プローブ針を、前記被検査体の被
検査面に略垂直にプローブカードにより保持することが
好ましい。また、前記検出手段は、前記プローブ針と前
記環状体との間隔を選択して、前記プローブ針が被検査
体と接触したのちさらにオーバードライブをかけるオー
バードライブ位置において電気的導通状態を検出するこ
とが好ましい。

（作用）本発明に基づくプローブ装置は上記のように構成されて
いるので、プローブ針と被検査体との接触による前記プ
ローブ針の弾性的変形を前記プローブ針を包囲する電導
性の環状体により、電気的導通として検出することが可
能であり、この検出結果により被検査体の有無あるいは
前記接触までの被検査体の移動量を知ることで、検知針
の前記被検査体への接圧やオーバードライブ位置の調整
が可能なプローブ装置を提供できる。

（実施例）次に本発明センサをプローブ針垂直実装型プローブカー
ドに適用した一実施例を図面を参照して説明する。

このプローブカードは第１図に示すように、基板部
（１）とプローブ針保持部（２）から構成されている。
基板部（１）は、絶縁性の例えば合成樹脂で形成された
絶縁基板（３）に夫々絶縁状態でプリント配線されたも
のである。即ち、プリント基板と呼ばれているものであ
る。この各配線は、一端をテスタに接続し、他端はプロ
ーブ針と接続する構成になっている。

プリント基板には、プローブ針保持部（２）が設けられ
ている。この保持部（２）は、例えば基板（３）に貴通
孔を設け、この貫通孔に方形状筒体からなる絶縁性の固
定基板（５）を貫設することにより構成される。

この固定基板（５）の上面には、固定孔例えば直径60μ
ｍが設けられており、この固定孔（６）に、プローブ針
（７）が挿入されている。この挿入されたプローブ針
（７）は材質例えばタングステンからなり、上記固定孔
（６）に固定部材（８）例えば接着剤により固定され
る。

上記プローブ針（７）は、固定基板（５）即ち被測定体
であるウエハ面に対してほぼ垂直に垂設され、プローブ
針（７）の先端部が直交した平面に例えば±10μｍ程度
の誤差で揃うように位置決めされ固定される。

上記プローブ針（７）を垂直に配設するために、固定基
板（５）の下方向にプローブ針（７）をガイドするガイ
ド板（９）が設けられている。このガイド板（９）に
は、上記固定基板（５）の固定孔（６）と対応する位置
に垂設されたプローブ針（７）を導設するガイド孔（1
0）例えば直径60μｍが設けられている。即ちプローブ
針（７）は、中間部が固定孔（６）で固定され、この固
定孔（６）に対応する位置のガイド孔（10）で位置決め
されている。かかる構成によりプローブ針（７）は、ほ
ぼ直線状に配設される。

さらに、上記のように固定保持された各プローブ針
（７）から上記基板部（１）の各プリント配線（４）の
対応する位置に対して夫々配線が施されている。

上記のような構成のプローブカードに被測定体のエッヂ
を検知するセンサが設けられている。このセンサは、第
２図（Ａ）に示すように、上記プローブ針（７）と同様
な構成で保持された弾性力を持つ導電性の細線例えば材
質タングステン、直径50μｍの検知針（12）をセンサの
被測定体検出回路の一方の端子とし、この検知針（12）
を被接触で包囲する如く構成された導電性の環状体例え
ば筒体（13）例えば材質ベリリウム銅、内径1mmをセン
サの他方の端子としている。

この筒体（13）は、固定基板（５）の下面とガイド板
（９）とに保持されていて、筒体（13）と検知針（12）
は通常被接触状態である。筒体（13）の固定基板（５）
側の端には、絶縁性の蓋（14）が設けられ、この蓋（1
4）を検知針（12）が貫通している。このように、検知
針（12）を固定する固定部材（８）が例えば導電性の部
材であっても、絶縁性の蓋（14）により検知針（12）と
筒体（13）は電気的に絶縁状態となる。

上記検知針（12）は、上記基板無（１）の予め定められ
たプリント配線（４）に導電性部材例えば銅線（15）で
配線（Ｃ）されている。また上記接触端子である筒体
（13）からも予め定められたプリント配線（４）に導電
性部材例えば銅線（16）で配線（Ｄ）されている。この
ように、検知針（12）からの配線（Ｃ）と筒体（13）が
接触することにより閉回路を形成するように配線されて
いる。

上記検知針（12）と筒体（13）との接触は、検知針（1
2）が被測定体例えば半導体ウエハ（17）の所望の位置
例えばスクライブラインに接触し、その際の押圧力で検
知針（12）が変形例えば湾曲し、その湾曲の結果生じ
る。この接触がいわゆるスイッチング作用となり、セン
サの検出回路が閉回路として構成される。

上記のようなプローブカードは、プローブ装置に配置さ
れ、被測定体例えば半導体ウエハ上に形成された半導体
チップの試験測定に用いられる。この測定におけるプロ
ーブカードの動作作用を説明する。

図示しないプローブ装置にプローブカードを配置する。
ここで被測定体例えば半導体ウエハ（17）を上昇させ
る。このウエハ（13）の上昇によりウエハ（17）の予め
定められた位置例えばスクライブラインに検知針（12）
が接触する。ここでさらにウエハ（17）を上昇させるこ
とにより検知針（12）は湾曲し、第２図（Ｂ）に示すよ
うにセンサの一端である検知針（12）は、センサのもう
一端である筒体（13）に接触する。この時点で検知針
（12）と筒体（13）は導通状態となり、センサの回路は
閉回路となり、ウエハ（17）の有無が検出可能となる。

ここでウエハ（17）の有無を確認した後、半導体チップ
の入力電極にテスタから出力されたテスト信号をプロー
ブ針（７）より印加し、半導体チップの出力電極に発生
する電気的信号を他のプローブ針（７）からテスタに出
力し、テスタで期待される信号と比較して半導体チップ
の良否を判定する。

またウエハ（17）のエッヂ付近において、面積率が100
％に満たないチップにおいて、プローブカード設置位置
にウエハ（17）が所定量上昇してきても検知針（12）に
当接しない。この時、上記センサの回路は閉回路とはな
らず、この時点でそのチップの測定を実行しないと判断
し、所定の動作で次のチップ位置までウエハ（17）を移
動する。

上述したように、プローブ針をほぼ垂直に実装したプロ
ーブカードで被検知体例えばウエハの有無を検知するに
際し、弾性力を持つ細線と、この細線を被接触で包囲す
るように構成された導電性の環状体と、この環状体と細
線間の電気的導通状態検出手段とを具備したことによ
り、ウエハに損傷を与えることなく半導体チップの電気
特性を実行でき、なおかつウエハの有無が容易に検出可
能となる。

この発明は上記実施例に限定されるものでなく、検知針
によるスイッチング作用を利用するものなら何れでも良
い。例えばセンサの一方の端子の検知針の湾曲方向を一
定方向に限定するように構成すれば、その検知針の湾曲
部に当接する如くセンサの回路の他方の接触端子を配設
することにより上記実施例と同様の効果が得られる。

さらに、上記のように、検知針の湾曲方向を一定とした
場合、被測定体とプローブ針先端との当接位置検出回路
の一端である検出針と、もう一端の接触端子を予め接触
状態とし、予め閉回路としておく。次に検知針が被測定
体に接触し湾曲した時には検知針と接触端子は非接触状
態となり閉回路が解除され、被測定体の有無を検知する
ことが可能となる。

上記実施例ではウエハの表面とプローブ針先端との接触
位置を検出した例について説明したが、筒体（13）と検
知針との間隙を選択することによりオーバードライブ位
置を検出でき、オーバードライブ量を所定量に選択でき
る。

又検知針の先端にはウエハ保護のためAlN等を被着して
もよい。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、プローブ針とそのプロー
ブ針を包囲する環状体との電気的導通状態を検出するこ
とで、容易に被検査体の有無あるいは前記接触までの被
検査体の移動量を知ることが可能であり、その結果、プ
ローブ針の前記被検査体への接圧やオーバードライブ量
の選択が可能なプローブ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プローブカードの一実施例を説明するた
めの図、第２図は第１図の要部を示す拡大図である。７……プローブ針、12……検知針 13……筒体、14……蓋 17……ウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体とプローブカードに設けらたプロ
ーブ針とを電気的に接触させて電気的測定を行なうプロ
ーブ装置において、導電体で形成されたプローブ針を包囲する電導性の環状
体と、前記プローブ針と前記被検査体との接触により弾性的変
形をした前記プローブ針と前記環状体との電気的導通状
態を検出する検出手段とを具備してなることを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】前記プローブ針は、前記被検査体の被検査
面に略垂直にプローブカードにより保持されていること
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。
【請求項３】前記プローブ針は、材質がタングステンに
より形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項または第２項に記載のプローブ装置。
【請求項４】前記検出手段は、前記プローブ針と前記環
状体との間隔を選択して、前記プローブ針が被検査体と
接触したのちさらにオーバードライブをかけるオーバー
ドライブ位置において電気的導通状態を検出することを
特徴とする、特許請求の範囲第１項、第２項または第３
項のいずれかに記載のプローブ装置。