JPH11260871A - Probe device - Google Patents

Probe device

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JPH11260871A
JPH11260871A JP10082645A JP8264598A JPH11260871A JP H11260871 A JPH11260871 A JP H11260871A JP 10082645 A JP10082645 A JP 10082645A JP 8264598 A JP8264598 A JP 8264598A JP H11260871 A JPH11260871 A JP H11260871A
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JP
Japan
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probe card
probe
performance board
spacer
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP10082645A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chikahito Yamasaka
力仁 山坂
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe device with superior frequency characteristic in which a pin load on a probe card can be reduced, the flatness of the probe card can be maintained, and a thermal effects can be prevented moreover even at high temperature inspection. SOLUTION: In this probe device, lower contact electrodes 13A of a performance board 13 are arranged to be gathered at the central part, and a spacer 16 having through-holes corresponding to the lower contact electrodes 13A is mounted on the performance board 13. Also an interval δ is interposed between a probe card 12 and the spacer 16, and a pogo pin 18 elastically brought into contact with each bump 12A and the lower contact electrode 13A corresponding to them is mounted on the through-hole of the spacer 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ装置に関
する。
[0001] The present invention relates to a probe device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程は、半導体ウエハ(以
下、単に「ウエハ」と称す。)に形成されたICチップ
をパッケージングする前にウエハ状態で各ICチップの
電気的特性検査を行い、予め良品ICチップをスクリー
ニングする検査工程を有している。この検査工程では例
えばプローブ装置が用いられる。プローブ装置は、一般
に、ウエハを搬送するローダ室と、これに隣接しローダ
部から搬送されて来たウエハの電気的特性検査を行うプ
ローバ室とを備えている。プローバ室内には図8に示す
ようにウエハWを載置し且つX、Y、Z及びθ方向に移
動するメインチャック1が配設され、プローバ室の上面
にはメインチャック1と対向するプローブカード2が固
定されている。このプローブカード2は接続リング3及
びパフォーマンスボード4を介してテスタ(図示せず)
に接続されたテストヘッド5と電気的に導通し、テスタ
からの信号に基づいてウエハWの電気的特性検査を行う
ようにしてある。尚、図8において、6はポゴピンであ
る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, before IC chips formed on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as "wafer") are packaged, an electrical characteristic test of each IC chip is performed in a wafer state, and the semiconductor chip is manufactured in advance. An inspection step for screening non-defective IC chips is provided. In this inspection process, for example, a probe device is used. The probe device generally includes a loader chamber for transporting a wafer, and a prober chamber adjacent to the loader chamber for inspecting electrical characteristics of the wafer transported from the loader unit. As shown in FIG. 8, a main chuck 1 for mounting a wafer W and moving in the X, Y, Z and θ directions is disposed in the prober chamber, and a probe card facing the main chuck 1 is provided on the upper surface of the prober chamber. 2 is fixed. The probe card 2 is connected to a tester (not shown) via a connection ring 3 and a performance board 4.
Is electrically connected to the test head 5 connected to the tester 5, and an electrical characteristic test of the wafer W is performed based on a signal from the tester. In FIG. 8, reference numeral 6 denotes a pogo pin.

【0003】プローブ装置を用いて検査する時には、ロ
ーダ室から移載されたウエハWをメインチャック1上に
載置した状態で、メインチャック1がX、Y、Z及びθ
方向に移動してウエハWの各ICチップの電極パッド
(例えば、アルミニウムによって形成されている)とプ
ローブカード2のプローブ針2Aとを位置合わせした
後、メインチャック1がZ方向に上昇して各電極パッド
と各プローブ針2Aが電気的に接触して各ICチップの
電気的特性検査を行う。
When performing inspection using a probe device, the main chuck 1 is placed on the main chuck 1 while the wafer W transferred from the loader chamber is placed on the main chuck 1, and the X, Y, Z, and .theta.
After moving in the direction to align the electrode pads (for example, formed of aluminum) of the respective IC chips of the wafer W with the probe needles 2A of the probe card 2, the main chuck 1 is moved upward in the Z direction to move The electrode pads and the respective probe needles 2 </ b> A are in electrical contact with each other, and the electrical characteristics of each IC chip are inspected.

【0004】ところで、最近ではICチップの集積度が
急激に高まり、ICチップの配線構造が超微細化して電
極パッドの配列が益々狭ピッチ化している。これに伴っ
てプローブカード2のプローブ針2Aが狭ピッチ化する
と共にテストヘッド5との導通を図るポゴピン6の本数
が急激に増え、しかも、信号電流が益々小さくなってき
ている。
[0004] In recent years, the integration degree of IC chips has rapidly increased, and the wiring structure of IC chips has become extremely fine, so that the pitch of electrode pads has become increasingly narrower. Accompanying this, the pitch of the probe needles 2A of the probe card 2 becomes narrower, the number of pogo pins 6 for conducting with the test head 5 increases rapidly, and the signal current becomes smaller.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブ装置の場合には、図8に示すようにプローブカ
ード2はその周縁部で接続リング3、パフォーマンスボ
ード4及びテストヘッド5と電気的に接続され、しかも
ポゴピン6はあらゆる種類のプローブカード2に対応さ
せて設けてあるため、プローブカード2によっては使用
しないポゴピン6もありその使用本数が多くなり、例え
ば4000本を超えるポゴピン6が装着されている。仮
に1ピン当たりピン荷重が20gであると仮定すると、
全ポゴピン6からプローブカード2の周縁部に掛かるピ
ン荷重が80Kgにも達する。更に、検査時にメインチ
ャック1がオーバードライブしてプローブ針2Aからウ
エハWに針圧が掛かると、その反力で僅かではあるがプ
ローブカード2が中央部で撓みプローブカード2の平坦
度が低下し、検査に悪影響を及ぼす虞がある。しかも1
00℃を超える高温測定時にはプローブカード2が熱膨
張などの影響を受ける虞がある。また、プローブカード
2からウエハWの周縁部に針圧が掛かるとメインチャッ
ク1が僅かではあるが傾斜するため、水平に配置された
プローブカード2のプローブ針2Aの針圧を一定に保持
することが難しいという課題があった。
However, in the case of the conventional probe device, the probe card 2 is electrically connected to the connection ring 3, the performance board 4 and the test head 5 at the peripheral portion as shown in FIG. In addition, since the pogo pins 6 are provided corresponding to all types of probe cards 2, some of the pogo pins 6 are not used depending on the probe card 2, and the number of used pogo pins 6 increases. For example, more than 4000 pogo pins 6 are mounted. I have. Assuming that the pin load per pin is 20 g,
The pin load applied from all the pogo pins 6 to the periphery of the probe card 2 reaches 80 kg. Further, when the main chuck 1 is overdriven at the time of inspection and a stylus pressure is applied to the wafer W from the probe needles 2A, the probe card 2 is slightly bent at the center due to the reaction force, and the flatness of the probe card 2 is reduced. May adversely affect the inspection. And one
When measuring a high temperature exceeding 00 ° C., the probe card 2 may be affected by thermal expansion or the like. Further, when a stylus pressure is applied from the probe card 2 to the peripheral portion of the wafer W, the main chuck 1 is slightly inclined, so that the stylus pressure of the probe needles 2A of the horizontally arranged probe card 2 must be kept constant. Was difficult.

【0006】また、従来のプローブ装置の場合にはプロ
ーブカード2とテストヘッド5との間に接続リング3及
びパフォーマンスボード4が介在しテストヘッド5から
プローブカード2までの配線が長くノイズを拾い易いた
め、周波数特性が低下するという課題があった。
Further, in the case of the conventional probe device, the connection ring 3 and the performance board 4 are interposed between the probe card 2 and the test head 5, so that the wiring from the test head 5 to the probe card 2 is long and noise is easily picked up. Therefore, there is a problem that the frequency characteristics are deteriorated.

【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、プローブカードに対するピン荷重を軽減し
プローブカードの平坦度を維持することができ、しかも
高温検査時でも熱的影響を受け難く、周波数特性に優れ
たプローブ装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can reduce the pin load on the probe card, maintain the flatness of the probe card, and is less likely to be thermally affected even during a high-temperature inspection. It is another object of the present invention to provide a probe device having excellent frequency characteristics.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のプローブ装置は、被検査体を載置するX、Y、Z及び
θ方向に移動可能な載置台と、この載置台の上方に配置
された複数の接触子を有するプローブカードと、このプ
ローブカードと電気的に接続されたパフォーマンスボー
ドとを備え、上記接触子と上記被検査体の検査用電極と
を接触させて上記被検査体の電気的特性検査を行うプロ
ーブ装置おいて、上記パフォーマンスボードのプローブ
カード側の接触用電極を中央部に集めてマトリックス状
に配置すると共に上記各接触用電極に対応するマトリッ
クス状の貫通孔を有するスペーサを上記パフォーマンス
ボードに取り付け、且つ、上記プローブカードを上記ス
ペーサとの間に隙間を介在させて上記パフォーマンスボ
ードに取り付けると共に上記各接触子及びこれらに対応
する上記接触用電極の双方と弾接する弾性中継端子を上
記スペーサの貫通孔に装着したことを特徴とするもので
ある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a probe apparatus which mounts a device to be inspected in X, Y, Z and .theta. A probe card having a plurality of contacts arranged in the probe card, and a performance board electrically connected to the probe card. In the probe device for inspecting the electrical characteristics of the body, the contact electrodes on the probe card side of the performance board are collected at the center and arranged in a matrix, and the through holes in the matrix corresponding to the contact electrodes are formed. Mounting the spacer having the spacer to the performance board, and mounting the probe card to the performance board with a gap interposed between the probe card and the spacer. Both is characterized in that both the elastic-contact with the elastic intermediate terminal of the contact electrode corresponding to each contact and their above was mounted in the through hole of the spacer.

【0009】また、本発明の請求項2に記載のプローブ
装置は、請求項1に記載の発明において、上記弾性中継
端子を着脱自在にしたことを特徴とするものである。
A probe device according to a second aspect of the present invention is the probe device according to the first aspect, wherein the elastic relay terminal is detachable.

【0010】また、本発明の請求項3に記載のプローブ
装置は、請求項1または請求項2に記載の発明におい
て、上記パフォーマンスボードの接触用電極を上記弾性
中継端子の外径よりも大きくしたことを特徴とするもの
である。
According to a third aspect of the present invention, in the probe device according to the first or second aspect, the contact electrode of the performance board is larger than the outer diameter of the elastic relay terminal. It is characterized by the following.

【0011】また、本発明の請求項4に記載のプローブ
装置は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発
明において、上記弾性中継端子としてポゴピンを設けた
ことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a probe device according to any one of the first to third aspects, wherein a pogo pin is provided as the elastic relay terminal. Things.

【0012】また、本発明の請求項5に記載のプローブ
装置は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発
明において、上記プローブカードの基板をセラミックに
より形成したことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a probe device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the substrate of the probe card is formed of ceramic. Is what you do.

【0013】また、本発明の請求項6に記載のプローブ
装置は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発
明において、上記プローブカードの接触子を基端部から
先端部に渡って徐々に細くしたことを特徴とするもので
ある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the probe device according to the first aspect, the contact of the probe card is moved from a base end to a tip end. It is characterized by being gradually narrowed across.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図7に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。本実施形態のプローブ装
置10は、例えば図7に示すように、プローバ室内に配
設されたX、Y、Z及びθ方向に移動可能なメインチャ
ック11と、このメインチャック11の上方に配置され
た矩形状のプローブカード12と、このプローブカード
12に接続されたプリント配線基板からなるパフォーマ
ンスボード13とを備え、プローブカード12がパフォ
ーマンスボード13を介してテストヘッド14との間で
検査用信号を授受して被検査体であるウエハWの電気的
特性検査を行うようにしてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. As shown in FIG. 7, for example, a probe device 10 of the present embodiment is provided with a main chuck 11 that is movable in X, Y, Z, and θ directions provided in a prober chamber, and is disposed above the main chuck 11. A probe card 12 having a rectangular shape, and a performance board 13 formed of a printed wiring board connected to the probe card 12. The probe card 12 transmits an inspection signal between the probe card 12 and a test head 14 via the performance board 13. The wafer W, which is an object to be inspected, is inspected for electrical characteristics.

【0015】さて、本実施形態のプローブカード12と
パフォーマンスボード13は例えば図1〜図4に示すよ
うに構成されている。即ち、プローブカード12は、図
1に示すように、複数の接触子(例えば、バンプ)12
Aと、これらのバンプ12Aを下面に有する熱膨張率が
小さく耐熱性に優れたセラミック(例えば、石英等)製
基板12Bと、このセラミック製基板12Bの上面にマ
トリックス状に形成された複数の接触用電極12Cと、
これらの接触用電極12Cとバンプ12Aとを接続す
る、上下複数段に渡って形成された複数層の配線パター
ン12D(図1では一層のみ図示してある)とを有して
いる。また、パフォーマンスボード13は、下面の中央
部に集めてマトリックス状に形成された複数の下面接触
用電極13Aと、その上面の外周縁部にリング状に複数
列配列された上面接触用電極13Bと、これら両電極1
3A、13Bを電気的に接続する配線パターン(図示せ
ず)とを有している。
The probe card 12 and the performance board 13 of the present embodiment are configured as shown in FIGS. 1 to 4, for example. That is, as shown in FIG. 1, the probe card 12 includes a plurality of contacts (for example, bumps) 12.
A, a ceramic (for example, quartz) substrate 12B having a small coefficient of thermal expansion and excellent heat resistance having these bumps 12A on the lower surface, and a plurality of contacts formed in a matrix on the upper surface of the ceramic substrate 12B. Electrode 12C,
It has a plurality of layers of wiring patterns 12D (only one layer is shown in FIG. 1) formed in a plurality of upper and lower stages for connecting these contact electrodes 12C and the bumps 12A. The performance board 13 includes a plurality of lower surface contact electrodes 13A formed in a matrix at the center of the lower surface, and a plurality of upper surface contact electrodes 13B arranged in a ring shape on the outer peripheral edge of the upper surface. , These two electrodes 1
And a wiring pattern (not shown) for electrically connecting 3A and 13B.

【0016】上記パフォーマンスボード13の下面には
プローブカード12よりやや大きく形成された矩形状の
スペーサ16が第1取付部材17を介して固定されてい
る。このスペーサ16全面には図1、図2に示すように
ポゴピン18を装着するための貫通孔16Aがマトリッ
クス状に配置して複数形成され、これらの貫通孔16A
はパフォーマンスボード13の下面接触用電極13Aに
対応してこれと同数だけ形成されている。これらの貫通
孔16Aはスペーサ16がパフォーマンスボード13に
固定された状態で下面接触用電極13Aの真下にそれぞ
れ位置するようにしてある。そして、プローブカード1
2とパフォーマンスボード13は貫通孔16Aに装着さ
れたポゴピン18を介して互いに電気的に導通可能に接
続されている。
A rectangular spacer 16 slightly larger than the probe card 12 is fixed to the lower surface of the performance board 13 via a first mounting member 17. As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of through holes 16A for mounting the pogo pins 18 are arranged in a matrix on the entire surface of the spacer 16, and these through holes 16A are formed.
Are formed in the same number as that of the lower surface contact electrodes 13A of the performance board 13. These through holes 16A are located directly below the lower surface contact electrode 13A with the spacer 16 fixed to the performance board 13. And probe card 1
2 and the performance board 13 are electrically connected to each other via a pogo pin 18 mounted in the through hole 16A.

【0017】但し、上記パフォーマンスボード13はあ
らゆる種類のプローブカード12に対応するように構成
されているため、その下面接触用電極13Aの数は各種
のプローブカード12の接触用電極12Cの数と同数か
これらよりも多く形成されている。従って、プローブカ
ード12の種類によって全ての下面接触用電極13Aを
使用する場合もあれば、下面接触用電極13Aの一部を
使用しない場合もある。そのため、ポゴピン18は着脱
自在になっており、使用しない下面接触用電極13Aが
ある場合にはこれらの下面接触用電極13Aに対応する
貫通孔16Aにはポゴピン18を装着せず、使用する下
面接触用電極13Aに対応する貫通孔16Aにはポゴピ
ン18を装着するようにしてある。また、下面接触用電
極13Aの外径(例えば、700〜800μm)をポゴ
ピン18の外径(例えば、20〜30μm)よりも大き
くすることにより、パフォーマンスボード13に対する
ポゴピン18の位置合わせを簡単に行うことができるよ
うにしてある。
However, since the performance board 13 is configured to correspond to all kinds of probe cards 12, the number of the lower surface contact electrodes 13A is the same as the number of the contact electrodes 12C of the various probe cards 12. Or more than these. Therefore, depending on the type of the probe card 12, all the lower surface contact electrodes 13A may be used, or some of the lower surface contact electrodes 13A may not be used. For this reason, the pogo pins 18 are detachable. If there are unused lower surface contact electrodes 13A, the pogo pins 18 are not mounted in the through holes 16A corresponding to these lower surface contact electrodes 13A, and the lower surface contact electrodes used are not used. Pogo pins 18 are mounted in the through holes 16A corresponding to the electrodes 13A. In addition, by making the outer diameter (for example, 700 to 800 μm) of the lower surface contact electrode 13A larger than the outer diameter (for example, 20 to 30 μm) of the pogo pin 18, the positioning of the pogo pin 18 with respect to the performance board 13 is easily performed. I can do it.

【0018】また、図1に示すように第1取付部材17
の下面にはパフォーマンスボード13に対してプローブ
カード12を取り付ける際に使用される第2取付部材1
9が取り付けられている。そして、第2取付部材19を
介してパフォーマンスボード13に取り付けたプローブ
カード12とスペーサ16との間には隙間δが形成さ
れ、スペーサ16に装着されたポゴピン18がプローブ
カード12の接触用電極12C及びパフォーマンスボー
ド13の下面接触用電極13Aの双方に弾接して両者1
2、13間の電気的に導通を図るようにしてある。
Also, as shown in FIG.
The lower surface of the second mounting member 1 used when mounting the probe card 12 to the performance board 13
9 is attached. A gap δ is formed between the probe card 12 mounted on the performance board 13 via the second mounting member 19 and the spacer 16, and the pogo pins 18 mounted on the spacer 16 are connected to the contact electrodes 12 C of the probe card 12. And the lower surface contact electrode 13A of the performance board 13
Electrical continuity between 2 and 13 is achieved.

【0019】また、図1に示すように上記パフォーマン
スボード13の下面にはプローブカード12の接触用電
極12C及びスペーサ16の貫通孔16Aをパフォーマ
ンスボード13に対してそれぞれ位置決めするための位
置決めピン20が4箇所に取り付けられている。これら
の位置決めピン20はパフォーマンスボード13の下面
から垂下し、プローブカード12及びスペーサ16それ
ぞれの4箇所の隅角部に形成されたそれぞれの位置決め
孔12E、16Bを貫通して第2取付部材19と当接す
るようにしてある。従って、プローブカード12及びス
ペーサ16を位置決めピン20を基準にしてパフォーマ
ンスボード13にそれぞれ取り付けると、各貫通孔16
Aに装着されたポゴピン18がプローブカード12の接
触用電極12C及びパフォーマンスボード13の下面接
触用電極13Aの双方に弾接し、上述のようにプローブ
カード12とスペーサ16間に隙間δが形成されように
なっている。更に、パフォーマンスボード13下面の中
心及びスペーサ16上面の中心にはそれぞれ凹部13
C、16Cが形成され、これらの凹部13C、16C間
にボール21が介在し、ボール21を介してパフォーマ
ンスボード13の中心とスペーサ16の中心が一致する
ようにしてある。
As shown in FIG. 1, positioning pins 20 for positioning the contact electrodes 12C of the probe card 12 and the through holes 16A of the spacer 16 with respect to the performance board 13 are provided on the lower surface of the performance board 13. It is attached to four places. These positioning pins 20 hang down from the lower surface of the performance board 13 and penetrate through the positioning holes 12E and 16B formed at four corners of the probe card 12 and the spacer 16, respectively. It is made to abut. Therefore, when the probe card 12 and the spacer 16 are attached to the performance board 13 with the positioning pins 20 as reference,
A pogo pin 18 mounted on A will resiliently contact both the contact electrode 12C of the probe card 12 and the lower surface contact electrode 13A of the performance board 13, and a gap δ will be formed between the probe card 12 and the spacer 16 as described above. It has become. Further, the recess 13 is formed at the center of the lower surface of the performance board 13 and
C and 16C are formed, and a ball 21 is interposed between these concave portions 13C and 16C so that the center of the performance board 13 and the center of the spacer 16 are aligned via the ball 21.

【0020】また、上述のようにプローブカード12と
スペーサ16間に隙間δが形成されているため、検査時
にメインチャック11がオーバドライブするとプローブ
カード12がポゴピン18の弾力に抗しながら位置決め
ピン20に従って上昇することになり、位置決めピン2
0がプローブカード12の昇降ガイドとしての機能をも
有していることになる。
Further, since the gap δ is formed between the probe card 12 and the spacer 16 as described above, if the main chuck 11 is overdriven during the inspection, the probe card 12 is positioned against the elasticity of the pogo pin 18 while the positioning pin 20 And the positioning pin 2
0 also has a function as a lifting guide of the probe card 12.

【0021】また、例えば第1取付部材17には外部と
隙間δを連通する通気孔17Aが形成され、この通気孔
17Aには空気等の冷却気体を給送する気体配管(図示
せず)が接続されている。そして、高温検査を行う時に
は気体配管を介して冷却空気を隙間δ内へ供給し、プロ
ーブカード12を冷却するようにしてある。
For example, the first mounting member 17 is formed with a ventilation hole 17A communicating the gap δ with the outside, and a gas pipe (not shown) for supplying a cooling gas such as air is formed in the ventilation hole 17A. It is connected. When a high-temperature inspection is performed, cooling air is supplied into the gap δ via a gas pipe to cool the probe card 12.

【0022】また、上記プローブカード12のバンプ1
2Aは例えば図3の(a)、(b)及び図4に示すよう
に形成されている。このバンプ12Aは、各図に示すよ
うに、基端部から先端部に渡って徐々に細くなり、しか
もその先端にほぼ正方形の平坦面を有する、四角錐台状
に形成されている。このバンプ12Aは、図4に示すよ
うに、電極パッドより硬度の高い材料、例えばダイヤモ
ンド、サファイヤ、石英等の鉱石によって四角錐台状に
形成されたコア部12Fと、その外面に例えば金、ロジ
ウムあるいはこれらの合金等の良導性金属によってコー
ティングされた導電膜12Gとからなっている。そし
て、導電膜12Gの基端部が配線パターン12Dと接続
され、導電膜12Gを介して電極パッドとの導通を図っ
ている。バンプ12Aは図3の(a)に示すように配線
パターン12Dからの高さHが例えば120〜250μ
mに形成され、その先端の平坦面の辺長Lは例えば10
〜15μmに形成されている。特に、平坦面の辺長が3
0μm以上ではバンプ12Aの電極パッドに対する食い
込みが足りず、バンプ12Aの周面と電極パッドとの接
触抵抗を十分確保することが難しく、40μmを超える
と電極パッドに対する食い込みが難しくなる虞がある。
また、平坦面の辺長が8μm以下ではバンプ12Aが電
極パッドに食い込むものの、バンプ12Aの周面と電極
パッドとの接触抵抗を十分確保することが難しくなる。
尚、上記プローブカード12の接触子は図6の(a)、
(b)に示す円錐台状のバンプ12’Aであっても良
い。
The bump 1 of the probe card 12
2A is formed, for example, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIG. As shown in each figure, the bump 12A is formed in a truncated quadrangular pyramid shape that gradually becomes thinner from the base end to the tip and has a substantially square flat surface at the tip. As shown in FIG. 4, the bump 12A has a core portion 12F formed of a material having a higher hardness than the electrode pad, for example, an ore such as diamond, sapphire, quartz, or the like, and a truncated pyramid shape, and gold, rhodium, Alternatively, it is formed of a conductive film 12G coated with a good conductive metal such as an alloy thereof. Then, the base end of the conductive film 12G is connected to the wiring pattern 12D, and conduction with the electrode pad is achieved via the conductive film 12G. The height H of the bump 12A from the wiring pattern 12D is, for example, 120 to 250 μm as shown in FIG.
m, and the side length L of the flat surface at the tip is, for example, 10
1515 μm. In particular, the side length of the flat surface is 3
If the thickness is 0 μm or more, the biting of the bump 12A into the electrode pad is insufficient, and it is difficult to sufficiently secure the contact resistance between the peripheral surface of the bump 12A and the electrode pad. If the thickness exceeds 40 μm, the biting into the electrode pad may be difficult.
When the side length of the flat surface is 8 μm or less, the bump 12A bites into the electrode pad, but it is difficult to sufficiently secure the contact resistance between the peripheral surface of the bump 12A and the electrode pad.
The contact of the probe card 12 is shown in FIG.
The bump 12′A having a truncated cone shape shown in FIG.

【0023】次に、動作について説明する。図5に示す
ようにメインチャック11上にウエハWを載置し、所定
の位置合わせを行った後、メインチャック11にオーバ
ードライブを掛けると、ウエハWがZ方向に上昇しプロ
ーブカード12のバンプ12Aと接触し、更にウエハW
が上昇する。これによりプローブカード12はポゴピン
18の弾力に抗しながらウエハWに押し上げられ、ウエ
ハWの表面と平行を維持した状態で位置決めピン20に
従って隙間δ内で上昇する。この際、プローブカード1
2は図5に示すようにバンプ12AからウエハWの検査
用電極パッドPに針圧が掛かり、バンプ12Aの先端の
平坦面周囲のエッジから電極パッドPに対してせん断力
が作用し、電極パッドPの表面をエッジで切断し、バン
プ12Aが電極パッドPに食い込み始める。その後のウ
エハWの上昇で、バンプ12Aの周面で電極パッドPを
周囲へ押し広げながら徐々に食い込み同図の実線で示す
位置に到達する。この状態ではバンプ12Aの平坦面は
酸化膜Oと接触し電極パッドPとは絶縁されているが、
その周面は電極パッドPに食い込んだ部分が電極パッド
Pの切断面である無垢のアルミニウムと完全に密着し、
電極パッドPとの良好な導通を確保する。この状態で検
査を実施すれば、バンプ12Aと電極パッドPとの間で
確実に信号の授受を行うことができ信頼性の高い検査を
行うことができる。しかも、プローブカード12とウエ
ハWは常に平行を維持しているため、各バンプ12Aと
各電極パッドP間の針圧が一定になり更に信頼性の高い
検査を行うことができる。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 5, the wafer W is placed on the main chuck 11, and after performing predetermined alignment, if the main chuck 11 is overdriven, the wafer W rises in the Z direction and the bump of the probe card 12 is raised. 12A and the wafer W
Rises. As a result, the probe card 12 is pushed up by the wafer W while resisting the elasticity of the pogo pins 18, and rises within the gap δ according to the positioning pins 20 while maintaining parallel to the surface of the wafer W. At this time, the probe card 1
In FIG. 5, as shown in FIG. 5, a stylus force is applied to the inspection electrode pad P of the wafer W from the bump 12A, and a shear force acts on the electrode pad P from the edge around the flat surface at the tip of the bump 12A, and The surface of P is cut at the edge, and the bump 12A starts to bite into the electrode pad P. As the wafer W rises thereafter, the electrode pad P is gradually pushed into the peripheral surface of the bump 12A while being spread to the surroundings, and reaches the position indicated by the solid line in FIG. In this state, the flat surface of the bump 12A is in contact with the oxide film O and is insulated from the electrode pad P.
The peripheral surface of the electrode pad P is completely adhered to solid aluminum, which is a cut surface of the electrode pad P,
Good conduction with the electrode pad P is ensured. If an inspection is performed in this state, signals can be reliably transmitted and received between the bump 12A and the electrode pad P, and a highly reliable inspection can be performed. Moreover, since the probe card 12 and the wafer W are always kept parallel, the stylus pressure between each bump 12A and each electrode pad P becomes constant, so that a more reliable inspection can be performed.

【0024】以上説明したように本実施形態によれば、
パフォーマンスボード13の下面接触用電極13Aを中
央部に集めてマトリックス状に配置すると共に各下面接
触用電極13Aに対応するマトリックス状の貫通孔16
Aを有するスペーサ16をパフォーマンスボード13に
取り付け、且つ、プローブカード12をスペーサ16と
の間に隙間δを介在させてパフォーマンスボード13に
取り付けると共に各接触用電極12C及びこれらに対応
する下面接触用電極13Aの双方と弾接するポゴピン1
8をスペーサ16の貫通孔16Aに装着したため、検査
時にメインチャック11がオーバドライブする時に、プ
ローブカード12がウエハWと電気的に接触しポゴピン
18の弾力に抗しながらパフォーマンスボード13の中
央部分で位置決めピン20に従って隙間δ内で上昇し、
常に平坦度を保って全てのバンプ12Aの針圧を均一に
保持することができ、しかもポゴピン18を介してプロ
ーブカード12とパフォーマンスボード13間の電気的
接続を確実なものとすることができ、安定した信頼性の
ある検査を行うことができる、また、本実施形態によれ
ば、接続リングを省略したため、プローブカード12と
テストヘッド14間の配線が短くなり、電気的ロスが少
なく、ノイズが低減し高周波特性に優れた検査を行うこ
とができる。
According to the present embodiment as described above,
The lower surface contact electrodes 13A of the performance board 13 are gathered in a central portion and arranged in a matrix, and the matrix through holes 16 corresponding to the respective lower surface contact electrodes 13A are arranged.
A, a spacer 16 having an A is attached to the performance board 13, and the probe card 12 is attached to the performance board 13 with a gap δ interposed between the spacer 16 and each contact electrode 12C and a corresponding lower surface contact electrode. Pogo pin 1 that makes elastic contact with both 13A
The probe card 12 is electrically connected to the wafer W when the main chuck 11 is overdriven at the time of inspection, so that the probe card 12 is at the center of the performance board 13 while resisting the elasticity of the pogo pins 18. It rises within the gap δ according to the positioning pin 20,
The stylus pressure of all the bumps 12A can be kept uniform by keeping the flatness at all times, and the electrical connection between the probe card 12 and the performance board 13 can be secured via the pogo pins 18, A stable and reliable inspection can be performed. According to the present embodiment, since the connection ring is omitted, the wiring between the probe card 12 and the test head 14 is shortened, electric loss is reduced, and noise is reduced. It is possible to perform an inspection with reduced frequency and excellent high frequency characteristics.

【0025】また、本実施形態によれば、パフォーマン
スボード13の下面接触用電極13Aを中央に集めてマ
トリックス状に配置し、ポゴピン18を着脱自在にした
ため、パフォーマンスボード13を規格化することがで
き、一種類のパフォーマンスボード13をプローブカー
ド12の種類に関係なく使用することができる。また、
パフォーマンスボード13の下面接触用電極13Aの外
径をポゴピン18の外径よりも大きくしたため、位置決
めピン20を基準にしたスペーサ16のパフォーマンス
ボード13に対する位置合わせが多少粗くても、下面接
触用電極13Aに対してポゴピン18を確実に接触させ
ることができる。また、プローブカード12をセラミッ
クによって形成したため、熱的影響を受け難く、安定し
た信頼性の高い高温検査を行うことができる。更に、プ
ローブカード12のバンプ12Aを基端部から先端部に
渡って徐々に細くした四角錐台または円錐台にしたた
め、バンプこ12AがウエハWの電極パッドとが電気的
に確実に接続され、検査の信頼性を高めることができ
る。
Further, according to the present embodiment, the lower surface contact electrodes 13A of the performance board 13 are gathered at the center and arranged in a matrix, and the pogo pins 18 are made detachable, so that the performance board 13 can be standardized. One type of performance board 13 can be used regardless of the type of the probe card 12. Also,
Since the outer diameter of the lower surface contact electrode 13A of the performance board 13 is made larger than the outer diameter of the pogo pin 18, even if the positioning of the spacer 16 with respect to the performance board 13 with respect to the positioning pin 20 is somewhat coarse, the lower surface contact electrode 13A The pogo pin 18 can be reliably brought into contact with the contact. Further, since the probe card 12 is formed of ceramic, it is hardly affected by heat, and a stable and reliable high-temperature inspection can be performed. Furthermore, since the bump 12A of the probe card 12 is formed into a truncated square pyramid or a truncated cone that is gradually narrowed from the base end to the tip end, the bump 12A is electrically connected to the electrode pad of the wafer W reliably. Inspection reliability can be improved.

【0026】尚、本発明は上記各実施形態に何等制限さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り多少
の設計変更などがあっても本発明に包含される。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments at all, and even if there are some design changes, etc., without departing from the gist of the present invention, the present invention is included in the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の請求項1〜請求項6に記載の発
明によれば、プローブカードに対するピン荷重を軽減し
プローブカードの平坦度を維持することができ、しかも
高温検査時でも熱的影響を受け難く、周波数特性に優れ
たプローブ装置を提供することができる。
According to the first to sixth aspects of the present invention, the pin load on the probe card can be reduced and the flatness of the probe card can be maintained. It is possible to provide a probe device which is hardly affected and has excellent frequency characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のプローブ装置の一実施形態の要部であ
るプローブカード及びパフォーマンスボードの関係を拡
大して示す断面図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a relationship between a probe card and a performance board, which are main parts of an embodiment of a probe device of the present invention.

【図2】図1に示すスペーサを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a spacer shown in FIG.

【図3】図1に示すプローブカードの一部を拡大して示
す図で、(a)はその断面図、(b)は斜視図である。
3 is an enlarged view of a part of the probe card shown in FIG. 1, (a) is a cross-sectional view, and (b) is a perspective view.

【図4】図3の(a)の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.

【図5】図4に示すバンプの動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the bump shown in FIG. 4;

【図6】プローブカードの他の形態のバンプを示す図
で、(a)はその平面図、(b)はその側面図である。
FIGS. 6A and 6B are views showing bumps in another form of the probe card, wherein FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a side view.

【図7】本発明のプローブ装置のメインチャック、プロ
ーブカード、パフォーマンスボード及びテストヘッドの
関係を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship among a main chuck, a probe card, a performance board, and a test head of the probe device of the present invention.

【図8】従来のプローブ装置を示す図7に相当する説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory view corresponding to FIG. 7 showing a conventional probe device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 プローブ装置 11 メインチャック(載置台) 12 プローブカード 12A バンプ(接触子) 13 パフォーマンスボード 13A 下面接触用電極 16 スペーサ 16A 貫通孔 18 ポゴピン(弾性中継端子) Reference Signs List 10 Probe device 11 Main chuck (mounting table) 12 Probe card 12A Bump (contact) 13 Performance board 13A Lower surface contact electrode 16 Spacer 16A Through hole 18 Pogo pin (elastic relay terminal)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査体を載置するX、Y、Z及びθ方
向に移動可能な載置台と、この載置台の上方に配置され
た複数の接触子を有するプローブカードと、このプロー
ブカードと電気的に接続されたパフォーマンスボードと
を備え、上記接触子と上記被検査体の検査用電極とを接
触させて上記被検査体の電気的特性検査を行うプローブ
装置おいて、上記パフォーマンスボードのプローブカー
ド側の接触用電極を中央部に集めてマトリックス状に配
置すると共に上記各接触用電極に対応するマトリックス
状の貫通孔を有するスペーサを上記パフォーマンスボー
ドに取り付け、且つ、上記プローブカードを上記スペー
サとの間に隙間を介在させて上記パフォーマンスボード
に取り付けると共に上記各接触子及びこれらに対応する
上記接触用電極の双方と弾接する弾性中継端子を上記ス
ペーサの貫通孔に装着したことを特徴とするプローブ装
置。
1. A mounting table on which an object to be inspected is mounted, the mounting table being movable in X, Y, Z, and θ directions, a probe card having a plurality of contacts disposed above the mounting table, and the probe card And a performance board electrically connected to the probe, and a probe device for performing an electrical characteristic test of the device under test by contacting the contact and the test electrode of the device under test, The contact electrodes on the probe card side are gathered at the center and arranged in a matrix, and a spacer having a matrix-shaped through hole corresponding to each contact electrode is attached to the performance board, and the probe card is attached to the spacer. Are attached to the performance board with a gap therebetween, and the contacts and the corresponding contact electrodes corresponding to the contacts are mounted. The elastic relay terminal contact preparative bullet probe apparatus being characterized in that attached to the through hole of the spacer.
【請求項2】 上記弾性中継端子を着脱自在にしたこと
を特徴とする請求項1に記載のプローブカード。
2. The probe card according to claim 1, wherein said elastic relay terminal is detachable.
【請求項3】 上記パフォーマンスボードの接触用電極
を上記弾性中継端子の外径よりも大きくしたことを特徴
とする請求項1または請求項2に記載のプローブ装置。
3. The probe device according to claim 1, wherein a contact electrode of the performance board is larger than an outer diameter of the elastic relay terminal.
【請求項4】 上記弾性中継端子としてポゴピンを設け
たことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項
に記載のプローブカード。
4. The probe card according to claim 1, wherein a pogo pin is provided as the elastic relay terminal.
【請求項5】 上記プローブカードの基板をセラミック
により形成したことを特徴とする請求項1〜請求項4の
いずれか1項に記載のプローブカード。
5. The probe card according to claim 1, wherein a substrate of said probe card is formed of ceramic.
【請求項6】 上記プローブカードの接触子を基端部か
ら先端部に渡って徐々に細くしたことを特徴とする請求
項1〜請求項5のいずれか1項に記載のプローブカー
ド。
6. The probe card according to claim 1, wherein a contact of the probe card is gradually narrowed from a base end to a front end.
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