JPH0883824A - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JPH0883824A
JPH0883824A JP6215869A JP21586994A JPH0883824A JP H0883824 A JPH0883824 A JP H0883824A JP 6215869 A JP6215869 A JP 6215869A JP 21586994 A JP21586994 A JP 21586994A JP H0883824 A JPH0883824 A JP H0883824A
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Tokyo Electron Yamanashi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電極パッドに対してプローブ装置の接触子を確
実に接触させる。 【構成】プローブ装置は半導体ウェハＷの載置台１３を
有し、その上方に支持ブロック５０が取付けられたプリ
ント配線板４２が配設される。支持ブロック５０の凹部
５５を覆うように可撓性の膜状プローブカード２１が取
付けられる。プローブカード２１は、ウェハＷの電極パ
ッドＥＰに接触する接触子２８が配置された主領域２７
を有する。プローブカード２１の裏面には平面性を付与
するための硬質の矩形フレーム２９が接合される。支持
ブロック５０の凹部５５内にプッシャ７１が配設され、
プローブカード２１の主領域２７の裏側に接触する。プ
ッシャ７１は垂直に支持されたシャフト７４の下端に揺
動自在に配置される。シャフト７４は２枚の皿ばね７
７、７８を介して支持ブロック５０に支持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスのよう
な被検査体の電気的特性を検査するプローブ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知の如く、半導体デバイスは、半導体
ウェハ上に精密写真転写技術等を用いて多数形成され、
この後、各半導体デバイス毎にウェハは切断される。こ
のような半導体デバイスの製造工程では、従来からプロ
ーブ装置を用いて、半完成品の半導体デバイスの電気的
な特性の検査を、半導体ウェハの状態で行い、この試験
測定の結果、良品と判定されたもののみをパッケージン
グ等の後工程に送り、生産性の向上を図ることが行われ
ている。
【０００３】この種のプローブ装置は、Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ
方向に移動可能に構成された、被検査体を載置するため
の載置台を備える。載置台の上方には、被検査体として
の半導体ウェハの電極パッドに対応した多数のプローブ
針を備えたプローブカードが固定される。そして、載置
台上に半導体ウェハを設置し、載置台を駆動して半導体
ウェハの電極パッドにプローブ針を接触させ、このプロ
ーブ針を介してテスタにより試験測定を行う。
【０００４】ところが、近年、半導体デバイスが益々微
細化し、回路の集積度が高くなってきており、電極パッ
ドのサイズが微細化し、その間隔も極狭くなってきてい
る。例えば、半導体デバイスの各電極パッドは、一辺が
６０μｍ〜１００μｍ角であり、各電極パッド列の相互
間ピッチ距離は１００μｍ〜２００μｍである。従っ
て、前述のように、プローブカードの限られたスペース
に、例えば数百本と多数本のプローブ針を配置すること
が技術的に困難で、限界に近付きつつある。
【０００５】そこで、特開平２−１２６１５９号及び特
開平２−１６３６６４号等の公報にし示されるように、
所定のパターン配線を有する膜部材に複数の電極バンプ
を設けた、いわゆるメンブレンタイプのプローブカード
が提案されている。
【０００６】特開平２−１２６１５９号に記載のプロー
ブ装置は、多数の電極バンプを有し且つ環状移動枠に張
付けられた膜部材を有する。膜部材の周縁部は支持体で
支持されると共に、支持体と環状移動枠との間に板バネ
が架設される。また、膜部材の裏面にはクッションが張
付けられ、クッションによりウェハの電極パッドの高低
差が吸収される。検査時には、板バネの弾力に抗して、
膜部材が環状移動枠と一体的に垂直方向に移動し、その
電極バンプがウェハの電極パッドに弾力的に接触する。
【０００７】特開平２−１６３６６４号に記載のプロー
ブ装置は、揺動可能な回転板が膜の裏面に設けられる以
外は特開平２−１２６１５９号と概ね同様に構成され
る。この装置では、検査時にウェハと膜部材とが平行状
態にない場合、回転板が回転することにより膜部材がウ
ェハと徐々に平行になり、弾力的に接触する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、集積
度の高い半導体デバイスの検査に適し、デバイスの電極
パッドに対して接触子を確実に接触させて測定を行うこ
とができるプローブ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点に係
る、複数の電極パッドを具備する被検査体の電気的特性
を検査するためのプローブ装置は、前記被検査体を載置
するための載置面を具備する載置台と、前記載置台の上
方に配設された配線板と、前記配線板は、装置筐体に支
持された高い剛性を有する基板と前記基板上に配設され
且つテスタに電気的に接続されたボード配線とを具備す
ることと、前記配線板に支持されたプローブカードと、
前記プローブカードは可撓性で且つ絶縁性の膜と前記膜
上に形成され且つ前記配線板の前記ボード配線に電気的
に接続された可撓性のカード配線とを具備することと、
前記プローブカードは、前記被検査体の前記電極パッド
の夫々に接触するための複数の接触子が配置された主領
域を前記載置面に対向する表側に具備することと、前記
接触子はカード配線に電気的に接続されることと、前記
プローブカードを前記配線板に取付けるための取付け手
段と、前記プローブカードの前記主領域の裏側に接触す
るプッシャと、前記プッシャはその輪郭内に前記接触子
の全てが位置するように設定された接触面を具備するこ
とと、前記プッシャと係合し、前記プッシャを揺動自在
に前記プローブカードの前記主領域の裏側に配置するた
めのシャフトと、前記シャフトに接続され、前記プロー
ブカードの主領域に対する付勢力を前記プッシャの接触
面に付与するための皿ばねと、前記配線板に取付けられ
た、前記皿ばねを保持するための手段と、を具備する。
【００１０】本発明の第２の視点に係る、複数の電極パ
ッドを具備する被検査体の電気的特性を検査するための
プローブ装置は、前記被検査体を載置するための載置面
を具備する載置台と、前記載置台の上方に配設された配
線板と、前記配線板は、装置筐体に支持された高い剛性
を有する基板と前記基板上に配設され且つテスタに電気
的に接続されたボード配線とを具備することと、前記配
線板に支持された支持ブロックと、前記支持ブロックは
前記載置面に対向するように配置された凹部を具備する
ことと、前記支持ブロックを前記配線板に取付けるため
の第１取付け手段と、前記支持ブロックに支持されたプ
ローブカードと、前記プローブカードは可撓性で且つ絶
縁性の膜と前記膜上に形成され且つ前記配線板の前記ボ
ード配線に電気的に接続された可撓性のカード配線とを
具備することと、前記プローブカードは、前記被検査体
の前記電極パッドの夫々に接触するための複数の接触子
が配置された主領域を前記載置面に対向する表側に具備
することと、前記接触子はカード配線に電気的に接続さ
れることと、前記主領域は前記支持ブロックの前記凹部
を覆う位置に配置されることと、前記プローブカードを
前記支持ブロックに取付けるための第２取付け手段と、
前記プローブカードの前記主領域の裏側に接触するよう
に前記支持ブロックの前記凹部内に配設されたプッシャ
と、前記プッシャはその輪郭内に前記接触子の全てが位
置するように設定された接触面を具備することと、前記
プッシャと係合し、前記プッシャを揺動自在に前記プロ
ーブカードの前記主領域の裏側に配置するためのシャフ
トと、前記シャフトに接続され、前記プローブカードの
主領域に対する付勢力を前記プッシャの接触面に付与す
るための皿ばねと、前記支持ブロックに取付けられた、
前記皿ばねを保持するための手段と、を具備する。
【００１１】
【作用】本発明においては、被検査体がどの方向へ傾斜
していても、皿ばねにより付勢力を付与されたプッシャ
がプローブカードの主領域の裏側で被検査体の傾きに合
わせて傾斜するため、主領域の接触子が被検査体の電極
パッドに確実に接触するようになる。
【００１２】
【実施例】図１において、プローブ装置の装置本体１０
のほぼ中央にはメインステージ１１が設けられる。メイ
ンステージ１１には、被検査体である半導体ウェハＷを
載置するための水平な載置面を有する載置台１３が配設
される。メインステージ１１は水平面内においてＸ方向
並びにＹ方向に載置台１３と共に移動可能になってい
る。載置台１３の上方にはプローブ機構１４が設けられ
る。装置本体１０の中央手前側にはアラインメントユニ
ット（図示せず）が設けられる。アライメントユニット
には、アラインメント用の画像認識装置としてのカメラ
が設けられる。アラインメントのために、載置台１３は
カメラの下方まで移動される。
【００１３】装置本体１０の右側にはオートローダ１５
が配設される。オートローダ１５には、多数の半導体ウ
ェハＷを互いに垂直方向に所定間隔をおいて収容するウ
ェハカセットＣが、カセット載置台１８上に交換可能に
配置される。ウェハカセットＣと前記載置台１３との間
には水平面内で移動可能なローダステージ１９と、Ｙ方
向駆動機構とＺ方向昇降機構とにより駆動可能なウェハ
ハンドリングアーム１２とが設けられる。
【００１４】半導体ウェハＷをプローブ検査する時は、
ウェハはローダステージ１９により載置台１３近くに搬
送され、ハンドリングアーム１２により載置台１３上に
移される。検査後は、ウェハはハンドリングアーム１２
によりローダステージ１９上に移され、ローダステージ
１９によりウェハカセットＣに搬送される。
【００１５】装置本体１０の左側にはプローブカード交
換機１６が配設される。プローブカード交換機１６には
複数種類のプローブカード２１がカードホルダ１７に対
して支持され、垂直方向に所定間隔を有して複数個収容
される。
【００１６】プローブ機構１４の上にはコンタクトリン
グ６６及びテストヘッド６８が夫々着脱自在に配置され
る。コンタクトリング６６は、下方及び上方に突出する
導電性ピン６７ａ、６７ｂを具備する。コンタクトリン
グ６６は、ピン６７ａ介して、プローブ機構１４のプリ
ント配線板４２と電気的に接続され、ピン６７ｂを介し
て、テストヘッド６８と電気的に接続される。テストヘ
ッド６８はテスタ６９に接続される。テスタ６９は、所
定の電源電圧や検査パルス信号を半導体ウェハＷのチッ
プに印加し、チップ側からの出力信号を取り込んでチッ
プの良否を判定する。
【００１７】次に、図２を参照して載置台１３を説明す
る。載置台１３は、Ｙ方向に延在される２本のレールに
沿ってＹ方向に移動可能なＹステージ３１ａと、Ｙステ
ージ３１ａ上をＸ方向に延在される２本のレールに沿っ
てＸ方向に移動可能なＸステージ３１ｂとを備える。
Ｙ、Ｘステージ３１ａ、３１ｂは、パルスモータなどを
含む慣用の駆動機構によって水平面内をＹ方向とＸ方向
とに駆動される。Ｘステージ３１ｂ上に搭載されたチャ
ック３２は、周知の昇降機構によって垂直方向（Ｚ方
向）に駆動されると共に、その中心を通る垂直中心線の
周りを周知の回転機構によって回転されるようになって
いる。
【００１８】Ｘステージ３１ｂの側面には昇降部材３４
が固定される。昇降部材３４には上下方向に昇降自在な
移動カメラ３３が保持される。移動カメラ３３は、高倍
率部３３ａと低倍率部３３ｂとから構成される。
【００１９】チャック３２の側面には、その径方向に水
平に突出する小片３５が固定される。小片３５は、導電
性薄膜、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）薄膜或いは
クロムを用いて描かれた十字マークの中心によって定義
されるターゲット３５ａが表面に形成された短冊状の透
明板からなる。ターゲット３５ａはカメラ３３により
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の位置を検出する際の基準点として機能
する。また、十字状の薄膜の周辺には、これを覆うよう
に導電性透明薄膜、例えばＩＴＯの薄膜が配設される。
導電性透明薄膜は、静電容量センサによるＺ方向の位置
検出を可能とするために配設される。
【００２０】ターゲット３５ａが形成された小片３５
は、チャック３２の回転により移動カメラ３３の高倍率
部の光軸上に移動し、且つここから退避できるようにな
っている。また、小片３５はチャック３２に着脱自在に
取付けるように構成することも可能である。
【００２１】次に、図３乃至図７を参照してプローブ機
構１４を説明する。装置本体１０の上部にはメインステ
ージ１１に対向して開口４０が設けられる。開口４０は
段部４１の内縁により規定され、段部４１には開口４０
を閉塞するようにプリント配線板４２がねじ４３によっ
て固定される。
【００２２】プリント配線板４２は硬質で機械的強度の
高いガラスエポキシ基板４４と、その上面及び下面に形
成されたプリント配線４５ａ、４５ｂとを具備する。配
線板４２にはその中央を基準として左右対称的に複数の
電極パッド４６を配置したコネクタ部４７が設けられ
る。更に、これらコネクタ部４７には配線板４２を貫通
する取付け孔４８が形成される。
【００２３】プリント配線板４２の中央には平面形状が
矩形の開口４９が形成される。開口４９から下方に突出
するように、配線板４２に平面形状が矩形の支持ブロッ
ク５０が支持される。支持ブロック５０は、ステンレス
鋼或いはアルミニウム等の高い剛性を有する材料からな
る。支持ブロック５０は、図４及び図５図示の如く、配
線板４２上で左右方向に延びるフランジ５１を具備す
る。フランジ５１及び配線板４２は、これらに形成され
た孔に装着されたねじ５２ａ及びナット５２ｂによって
一体的に固定される。
【００２４】支持ブロック５０は中央に平面形状が矩形
の凹部５５を具備する。凹部５５を覆うように、支持ブ
ロック５０の下面に、プローブカード２１がねじ５４に
よって着脱可能に取付けられる。
【００２５】プローブカード２１は、ポリイミド樹脂、
シリコーン樹脂等の可撓性且つ絶縁性の材料から矩形の
膜２２と、この上に形成された、銅、銅合金等からなる
フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）２３とを有する。
膜２２の長手方向の両端部には、プリント回路２３に接
続された複数の電極パッド２５を有するコネクタ部２４
が配設される。コネクタ部２４には、貫通孔２６が形成
された硬質の絶縁樹脂板が接着される。
【００２６】膜２２の下面中央には、プリント回路２３
に接続された金、金合金等からなる多数の接触子２８が
配置された主領域２７が形成される。主領域２７は半導
体ウェハＷの１つのデバイス即ちチップと概ね同サイズ
に形成される。接触子２８はチップの電極パッドに対応
して配置され且つ膜２２の下面から突出する。
【００２７】主領域２７の周囲に位置する膜２２の上面
にはアルミニウム材料等の剛性を有する材料によって形
成された矩形枠状のフレーム２９が一体に接着される。
フレーム２９は、平坦で均一な厚さを有し、これに包囲
されたプローブカード２１の主領域２７及びその周囲に
平面性を付与する。フレーム２９はねじ５４により支持
ブロック５０の下面に着脱自在に固定される。これによ
り、プローブカード２１は、プリント配線板４２に対し
て位置決めされ且つ支持される。フレーム２９は、支持
ブロック５０に対して真空吸着等によって位置決め固定
されることも可能である。
【００２８】支持ブロック５０の下面は水平で、従っ
て、フレーム２９が支持ブロック５０に取付けられた状
態において、フレーム２９に包囲されたプローブカード
２１の主領域２７及びその周囲は、ウェハＷを載せる載
置台１３の載置面と平行となる。プローブカード２１の
膜２２は可撓性を有する材料で形成されるため、全体が
フレキシブル性に富んでいるが、フレーム２９によって
平面性及び水平性が付与され、また伸び、撓みが規制さ
れることにより接触子２８のピッチが維持される。
【００２９】図３及び図５図示の如く、プローブカード
２１の両端部のコネクタ部２４は、支持ブロック５０の
フランジ５１と直交する方向に配置される。プローブカ
ード２１は、主領域２７とコネクタ部２４との間におい
て、配線板４２の開口４９内に形成された支持ブロック
５０と配線板４２との隙間を通過する。プローブカード
２１のコネクタ部２４と、プリント配線板４２のコネク
タ部４７とは、夫々の電極パッド２５と電極パッド４６
とが接触するように位置決めされる。これにより、プリ
ント配線板４２とプローブカード２１とが電気的に接続
される。更に、コネクタ部２４に設けられた貫通孔２６
及びプリント配線板４２の取付け孔４８に下側からねじ
５３ａが挿入され、プリント配線板４２の上面側でねじ
５３ａにナット５３ｂが締め付けられる。これにより、
プローブカード２１のコネクタ部２４がプリント配線板
４２に固定される。
【００３０】従って、プリント配線板４２に対してプロ
ーブカード２１が電気的及び機械的に接続状態となり、
プローブカード２１の中間部は支持ブロック５０の存在
によってプリント配線板４２より下方へ突出した状態に
なる。ここで、重要なことは、載置台１３に載置された
半導体ウェハＷに対してプローブカード２１の主領域２
７を平行に保つことにある。本実施例の装置では、フレ
ーム２９の存在によりプリント配線板４２の下面を基準
面としてプローブカード２１を取付けることができ、主
領域２７と半導体ウェハＷとの平行性を簡単に、しかも
正確に保つことができる。
【００３１】支持ブロック５０の凹部５５内で且つプロ
ーブカード２１の主領域２７の裏側には、剛性の高い材
料、例えば支持ブロック５０と同じ金属材料によって形
成されたプッシャ７１が配設される。プッシャ７１は、
凹部５５と相似の矩形の平面形状を有する。凹部５５内
において、支持ブロック５０の内面とプッシャ７１の側
面との間には、プッシャ７１が全方向に揺動可能となる
程度の隙間が形成される。
【００３２】プッシャ７１の下面には、シリコンゴム等
の弾力性があり滑性の高い表面を有する弾性板７２が接
着される。弾性板７２の下面はプローブカード２１のフ
レーム２９の下面よりも下に位置し、従って、弾性板７
２はプローブカード２１の主領域２７を裏面から下方に
突出する状態に押出す。弾性板７２の下面は、主領域２
７の全てをカバーする寸法を有する。換言すると、主領
域２７に配設された接触子２８の全てが弾性板７２の平
面輪郭内に位置する。
【００３３】プッシャ７１の上側即ち裏側中央には凹部
７３が形成され、凹部７３の中心に微小な球面凹部７３
ａが形成される。プッシャ７１の凹部７３の上方には、
剛性の高い材料、例えば支持ブロック５０と同じ金属材
料によって形成されたシャフト７４が配設される。シャ
フト７４の下端には、例えばセラミックやルビーなどの
耐摩耗性に優れた高い硬度の材料によって形成されたボ
ール７５が圧入固定される。ボール７５の先端は球面凹
部７３ａに係合し、これによってプッシャ７１がシャフ
ト７４の先端に揺動自在に配置される。即ち、プッシャ
７１は、弾性板７２を介してプローブカード２１の主領
域２７を押出し、これに張力を付与すると共に、ボール
７５を中心に全方向に揺動可能となっている。
【００３４】支持ブロック５０の上側即ち裏側中央には
平面形状が円形の凹部７６が形成される。凹部７６内に
は、シャフト７４を支持ブロック５０に対して取付け、
且つプッシャ７１に対して弾力性を付与するための２枚
の皿ばね７７、７８が配設される。皿ばね７７、７８は
円形で、その中心軸は支持ブロック５０、凹部５５及び
凹部７６の中心軸と一致する。シャフト７４は、その中
心軸が垂直で且つ皿ばね７７、７８の中心軸と整一する
ように配置される。
【００３５】皿ばね７７、７８は実質的に同一で、ステ
ンレス鋼等の耐食性材料からなる薄板から形成される。
皿ばね７７、７８は図５図示のような平面形状を有する
と共に、中央から周囲に向けて緩く傾斜した傘形状をな
す。皿ばね７７、７８の外径は支持ブロック５０の凹部
７６の内径より僅かに小さい。皿ばね７７、７８は、中
心の孔７９と、等角度間隔且つ点対称に形成された円弧
を主体とする３つの透孔８０とを有する。皿ばね７７、
７８のばね力は透孔８０の形状によって調整される。
【００３６】シャフト７４は、支持ブロック５０の凹部
７６内に配置された２つのリング８１、８２を介して皿
ばね７７、７８に接続される。下側のリング８１は内側
に雌ねじ部を具備し、シャフト７４の下部に形成された
大径の雄ねじ部９１に螺合する。上側のリング８２は２
つのパート８５、８６からなる。パート８５は、フリー
な状態でシャフト７４に嵌合し、雄ねじ部９１の上端に
着座する。パート８６は内側に雌ねじ部を具備し、シャ
フト７４の上部に形成された小径の雄ねじ部９２に螺合
する。
【００３７】図７図示の如く、皿ばね７７を取付けるリ
ング８１の上部中央にはハブ８７が形成される。ハブ８
７は皿ばね７７の孔７９に挿入され、ハブ８７から放射
方向に広がるリング８１の上面が皿ばね７７に接触す
る。３本のピン８８ａが等角度間隔でリング８１の上面
に固定され、ここから突出する（図５参照）。また、３
つの孔８８ｂが皿ばね７７に形成され、これらはピン８
８ａよりも僅かに小さな径を有し且つピン８８ａと対応
して配置される。皿ばね７７とリング８１とは、ピン８
８ａが孔８８ｂに強制的に押込まれることにより、互い
に固定される。皿ばね７８とリング８２とは、リング８
２の２つのパーツ８５、８６により孔７９周りの内周縁
が挟持されたることにより、互いに固定される。この様
にして、皿ばね７７、７８の内周縁が、リング８１及び
８２により、上下方向に間隔をあけて配置される。
【００３８】皿ばね７７、７８の外周縁は、支持ブロッ
ク５０の凹部７６に装着された大径のリングスペーサ８
３、８４によって上下方向に間隔をあけて固定される。
各皿ばね７７、７８の外周縁は夫々の内周縁より低くな
っている。
【００３９】下側スペーサ８３は、底部を有する偏平な
円筒形状をなし、支持ブロック５０の凹部７６の底面上
に載置されると共に、外周面が凹部７６の内周面に密着
する。ここで、下側スペーサ８３の上面の高さは、リン
グ８１の上面よりやや低くなる。下側スペーサ８３の上
面上に皿ばね７７の外周縁が載置され、更にその上に、
上側スペーサ８４が載置される。
【００４０】上側スペーサ８４は外径が凹部７６の内径
に略等しく、その外周面が支持ブロック５０の凹部７６
の内周面に密着する。上側スペーサ８４の上面の高さ
は、支持ブロック５０の上面に一致し、且つリング８２
のパート８５の上面よりやや低くなる。上側スペーサ８
４の上面上に皿ばね７８の外周縁が載置され、更にその
上にリングキャップ８９が配置される。キャップ８９
は、支持ブロック５０の上面にねじ９３によって固定さ
れる。この様にして、皿ばね７７、７８の外周縁が、ス
ペーサ８３、８４及びキャップ８９によって挟持固定さ
れる。
【００４１】シャフト７４の上端部には調節用の溝９４
が形成される。ねじ付きリング８１はシャフト７４のね
じ部９１に螺合しているため、溝９４を介してシャフト
７４を回転させ、リング８１に対してシャフト７４を上
下動させることができる。即ち、シャフト７４を回転調
節することにより、フレーム２９の下面からのプッシャ
７１の張出し量を調整することができる。
【００４２】次に、プローブ装置の作用について説明す
る。まず、ウェハカセットＣの内部の半導体ウェハＷを
ハンドリングアーム１２によって把持してメインステー
ジ１１の載置台１３に受け渡す。載置台１３にはチャッ
ク３２が設けられ、ウェハＷをチャッキングした後、公
知の手段によってチャック３２をＸ、Ｙ、θ方向の位置
調整し、プローブカード２１とウェハＷとの平面方向の
位置合わせを行う。
【００４３】１枚のウェハＷには例えば６４個の半導体
チップが形成されており、プローブカード２１には１個
の半導体チップに対応する主領域２７が設けられる。こ
のため、チャック３２をＸ、Ｙ、θ方向に位置調整し、
プローブカード２１の主領域２７と半導体ウェハＷの半
導体チップとを位置決めする。
【００４４】次に、載置台１３をＺ方向、つまり上昇さ
せ、半導体チップの電極パッドＥＰとプローブカード２
１の主領域２７に設けられた接触子２８とを接触させ
る。この際、半導体ウェハＷは皿ばね７７、７８のバネ
力に抗してプッシャ７１を垂直上方へ押し上げながらプ
ローブカード２１に接触する。
【００４５】通常、ウェハＷのチップ即ち被検査部分
は、水平即ちプローブカード２１の主領域２７に対して
平行な状態で接触する。ウェハＷの電極パッドＥＰ間に
高低差があっても弾性板７２によってそれら高低差が吸
収され、電極パッドＥＰはプローブカード２１の対応の
接触子２８に対して確実に接触する。電極パッドＥＰ間
のピッチが１００μｍ以下の狭いものであっても、接触
子２８はプローブ針と違って前後左右に変形したりする
ことがなく安定しているため、安定した検査を行なうこ
とができる。
【００４６】これに対して、例えば、何等かの理由で、
ウェハＷの被検査部分が左側が高くなるように傾斜して
いる場合、プローブカード２１とウェハＷとが接触する
際、まず左側の電極パッドＥＰが主領域２７の左側の接
触子２８に接触する。更に、ウェハＷがそのまま上昇す
ると、プローブカード２１を介してプッシャ７１の左側
に圧力が加わる。このため、プッシャ７１はボール７５
を中心に時計方向へ回転し、主領域２７をウェハＷの傾
斜に一致させようとする。この際、プッシャ７１は、そ
の下側に接着された弾性板７２が主領域２７の裏側を滑
るように回転する。この様に、ウェハＷがどの方向へ傾
斜していてもプッシャ７１が主領域２７の裏面を滑りな
がらウェハＷの傾きに合わせて傾斜するため、主領域２
７の接触子２８がウェハＷの電極パッドＥＰに確実に接
触する。
【００４７】プローブカード２１とウェハＷとが接触す
る際、載置台１３はオーバードライブされ、ウェハＷが
皿ばね７７、７８の付勢力に抗してプッシャ７１を押し
上げるようにする。ウェハＷの被検査部分が傾斜してい
ると、プッシャ７１は傾斜した状態で上昇するが、シャ
フト７４は皿ばね７７、７８によって垂直に支持された
状態のまま上昇する。従って、シャフト７４の上下動が
安定し、常に一定方向のバネ力をプッシャ７１に付与す
ることができる。
【００４８】シャフト７４はリング８１に螺合している
ため、プッシャ７１の張出し量がシャフト７４の回転に
より調整される。このため、検査の態様に応じて主領域
２７の高さ位置を変更することができる。
【００４９】なお、上記両実施例においては、プローブ
カード２１の主領域２７は、半導体ウェハＷに設けられ
た、例えば６４個の半導体チップの内、１個の半導体チ
ップに対応するように形成されている。しかし、主領域
２７は、複数の半導体チップを一度に測定するか、或い
は、全ての、例えば６４個の半導体チップを一度に測定
するように形成することもできる。シャフト７４を支持
する皿ばねは１枚でもよく、また３枚以上としてもよ
い。シャフト７４の下端にプッシャ７１を揺動自在に配
置するため、ポゴピン構造のジョイントを採用すること
もできる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、集積度の高い半導体デ
バイスの検査に適し、デバイスの電極パッドに対して接
触子を確実に接触させて測定を行うことができるプロー
ブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るプローブ装置の全体を示
す概略図。
【図２】図１図示プローブ装置の載置台を示す斜視図。
【図３】図１図示プローブ装置のプローブ機構を示す断
面図。
【図４】図１図示プローブ装置のプローブ機構を示す図
３図示の断面と直交する方向における断面図。
【図５】図１図示プローブ装置のプローブ機構の平面レ
イアウトを示す概略図。
【図６】図１図示プローブ装置のプローブカードを示す
斜視図。
【図７】皿ばねの取付け態様を示す断面図。
【符号の説明】
１３…載置台、１４…プローブ機構、２１…プローブカ
ード、２７…主領域、２８…接触子、２９…フレーム、
４２…プリント配線板、５０…支持ブロック、７１…プ
ッシャ、７４…シャフト、７５…ボール、７７、７８…
皿ばね、８１、８２…リング、８３、８４…リングスペ
ーサ、８９…キャップ。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の電極パッドを具備する被検査体の電
    気的特性を検査するためのプローブ装置であって、 前記被検査体を載置するための載置面を具備する載置台
    と、 前記載置台の上方に配設された配線板と、前記配線板
    は、装置筐体に支持された高い剛性を有する基板と前記
    基板上に配設され且つテスタに電気的に接続されたボー
    ド配線とを具備することと、 前記配線板に支持されたプローブカードと、前記プロー
    ブカードは可撓性で且つ絶縁性の膜と前記膜上に形成さ
    れ且つ前記配線板の前記ボード配線に電気的に接続され
    た可撓性のカード配線とを具備することと、前記プロー
    ブカードは、前記被検査体の前記電極パッドの夫々に接
    触するための複数の接触子が配置された主領域を前記載
    置面に対向する表側に具備することと、前記接触子はカ
    ード配線に電気的に接続されることと、 前記プローブカードを前記配線板に取付けるための取付
    け手段と、 前記プローブカードの前記主領域の裏側に接触するプッ
    シャと、前記プッシャはその輪郭内に前記接触子の全て
    が位置するように設定された接触面を具備することと、 前記プッシャと係合し、前記プッシャを揺動自在に前記
    プローブカードの前記主領域の裏側に配置するためのシ
    ャフトと、 前記シャフトに接続され、前記プローブカードの主領域
    に対する付勢力を前記プッシャの接触面に付与するため
    の皿ばねと、 前記配線板に取付けられた、前記皿ばねを保持するため
    の手段と、を具備するプローブ装置。
  2. 【請求項２】前記プッシャが前記シャフト係合する剛性
    の高い本体と、前記本体に接合された弾性材料からなる
    弾性板とを具備し、前記接触面は前記弾性板により形成
    される請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記プッシャと前記シャフトとが、夫々に
    形成された凸状球面とこれを受容する凹部との係合を介
    して接触する請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記シャフトが、前記載置面に対して実質
    的に直角な中心軸を有するように、前記皿ばねに接続さ
    れ、前記皿ばねは前記載置面に対して実質的に平行に配
    置される請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】前記シャフトが、ねじ機構を介して前記皿
    ばねに支持され、前記ねじ機構の作用により前記シャフ
    トがその軸方向において前記皿ばねに対して相対的に位
    置調整可能である請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】前記シャフトに接続され、前記プローブカ
    ードの主領域に対する付勢力を前記プッシャの接触面に
    付与するための別の皿ばねを更に具備し、両皿ばねは実
    質的に平行に配置される請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】前記プローブカードの前記主領域を包囲す
    るように、前記プローブカードの裏側に接合された高い
    剛性を有するフレームを更に具備し、前記フレームは、
    これに包囲された前記主領域を含む前記プローブカード
    の部分に平面性を付与するための平面を具備し、前記プ
    ッシャは、前記プローブカードの前記主領域を前記フレ
    ームの前記平面よりも前記載置面に向けて押し出す請求
    項１記載の装置。
  8. 【請求項８】前記フレームの前記平面が前記載置面に対
    して実質的に平行となるように、前記配線板に対して前
    記フレームを位置決めするための位置決め面を更に具備
    する請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】前記取付け手段が、前記フレームを前記位
    置決め面に着脱自在に固定する部材を具備する請求項８
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】複数の電極パッドを具備する被検査体の
    電気的特性を検査するためのプローブ装置であって、 前記被検査体を載置するための載置面を具備する載置台
    と、 前記載置台の上方に配設された配線板と、前記配線板
    は、装置筐体に支持された高い剛性を有する基板と前記
    基板上に配設され且つテスタに電気的に接続されたボー
    ド配線とを具備することと、 前記配線板に支持された支持ブロックと、前記支持ブロ
    ックは前記載置面に対向するように配置された凹部を具
    備することと、 前記支持ブロックを前記配線板に取付けるための第１取
    付け手段と、 前記支持ブロックに支持されたプローブカードと、前記
    プローブカードは可撓性で且つ絶縁性の膜と前記膜上に
    形成され且つ前記配線板の前記ボード配線に電気的に接
    続された可撓性のカード配線とを具備することと、前記
    プローブカードは、前記被検査体の前記電極パッドの夫
    々に接触するための複数の接触子が配置された主領域を
    前記載置面に対向する表側に具備することと、前記接触
    子はカード配線に電気的に接続されることと、前記主領
    域は前記支持ブロックの前記凹部を覆う位置に配置され
    ることと、 前記プローブカードを前記支持ブロックに取付けるため
    の第２取付け手段と、 前記プローブカードの前記主領域の裏側に接触するよう
    に前記支持ブロックの前記凹部内に配設されたプッシャ
    と、前記プッシャはその輪郭内に前記接触子の全てが位
    置するように設定された接触面を具備することと、 前記プッシャと係合し、前記プッシャを揺動自在に前記
    プローブカードの前記主領域の裏側に配置するためのシ
    ャフトと、 前記シャフトに接続され、前記プローブカードの主領域
    に対する付勢力を前記プッシャの接触面に付与するため
    の皿ばねと、 前記支持ブロックに取付けられた、前記皿ばねを保持す
    るための手段と、を具備するプローブ装置。
  11. 【請求項１１】前記配線板が開口を具備し、前記支持ブ
    ロックが前記開口を貫通して前記載置面側に突出するよ
    うに配置される請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記プッシャが前記シャフト係合する剛
    性の高い本体と、前記本体に接合された弾性材料からな
    る弾性板とを具備し、前記接触面は前記弾性板により形
    成される請求項１０記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記プッシャと前記シャフトとが、夫々
    に形成された凸状球面とこれを受容する凹部との係合を
    介して接触する請求項１０記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記シャフトが、前記載置面に対して実
    質的に直角な中心軸を有するように、前記皿ばねに接続
    され、前記皿ばねは前記載置面に対して実質的に平行に
    配置される請求項１０記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記シャフトが、ねじ機構を介して前記
    皿ばねに支持され、前記ねじ機構の作用により前記シャ
    フトがその軸方向において前記皿ばねに対して相対的に
    位置調整可能である請求項１０記載の装置。
  16. 【請求項１６】前記シャフトに接続され、前記プローブ
    カードの主領域に対する付勢力を前記プッシャの接触面
    に付与するための別の皿ばねを更に具備し、両皿ばねは
    実質的に平行に配置される請求項１０記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記プローブカードの前記主領域を包囲
    するように、前記プローブカードの裏側に接合された高
    い剛性を有するフレームを更に具備し、前記フレーム
    は、これに包囲された前記主領域を含む前記プローブカ
    ードの部分に平面性を付与するための平面を具備し、前
    記プッシャは、前記プローブカードの前記主領域を前記
    フレームの前記平面よりも前記載置面に向けて押し出す
    請求項１０記載の装置。
  18. 【請求項１８】前記支持ブロックが、前記フレームの前
    記平面が前記載置面に対して実質的に平行となるよう
    に、前記支持ブロックに対して前記フレームを位置決め
    するための位置決め面を具備する請求項１７記載の装
    置。
  19. 【請求項１９】前記第２取付け手段が、前記フレームを
    前記位置決め面に着脱自在に固定する部材を具備する請
    求項１８記載の装置。
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