JPH1174321A - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JPH1174321A
JPH1174321A JP23140597A JP23140597A JPH1174321A JP H1174321 A JPH1174321 A JP H1174321A JP 23140597 A JP23140597 A JP 23140597A JP 23140597 A JP23140597 A JP 23140597A JP H1174321 A JPH1174321 A JP H1174321A
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temperature
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Eiji Aramaki
英治 荒牧
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体ウェハの温度を高くして電気的特性試験
を行う際、プローブ針3に付着したアルミニュームが酸
化して、プローブ針3とICチップの周辺部に位置する
電極パッドとの間の接触抵抗が高くなるのを防止する。 【解決手段】加熱された半導体ウェハ2からの放熱や半
導体ウェハ2との接触によってプローブ針3の温度が上
昇しても、プローブ針3の熱はプローブ針を固定するた
めの支持部4及び支持体5、金属製の接続リング9に熱
を速やかに伝達するための熱伝導用ポゴピン10、ポゴ
ピン8を支持するための接続リング9、接続リング9を
支持するためのインサートリング11、インサートリン
グ11の熱を伝達するための熱伝導用コネクタ14を順
次伝導し、冷媒を格納した冷媒容器17に効率良く伝達
されるので、プローブ針3を低温に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプローブ装置に関
し、特に高温の半導体ウェハを検査するためのプローブ
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体プロセス工程で、半導体ウェハ上
に多数のICチップを形成した場合には、その半導体ウ
ェハのまま個々のICチップについて電気的特性の検査
を行い、不良品をスクリーニングするようにしている。
この検査に通常、プローブ装置が使われている。
【0003】従来のプローブ装置では、特にリーク不良
を精度良く検出するために、半導体ウェハ温度を高くし
て検査を行う。この際、プローブ針と電極パッドとの間
に電流を流すと、プローブ針先に付着したアルミニュー
ムが酸化され、プローブ針先に絶縁膜が形成される。こ
のため、ICチップについて電気的特性の検査が正常に
行われなくなり、良品を不良品と間違って判定してしま
い、歩留りを下げてしまうという不具合があった。
【0004】上記問題を解決するための先行技術が、特
開平7−321168号公報及び特開平5−17528
9号公報に記載されている。
【0005】特開平7−321168号公報に記載され
ているプローブカードによれば、プローブカードのプリ
ント基板の上面に、その中央部に形成された開口部を被
うように熱伝導性に優れた、貫通孔を有する支持体を設
けると共に、この支持体の下面に開口部より小さい台座
を直付けして、温度変化によるプリント基板の熱変形を
抑制し、加熱下におけるプローブ針の酸化を抑制し、高
温下であっても常に精度の高い電気的検査を行うことが
示されている。
【0006】また、特開平5−175289号公報に記
載されているプロ−ブ装置によれば、プローブの針先
は、温度調整された被検査体の温度と同じかそれに近い
温度にプロ−ブカ−ドを予備温度調整したときに、被検
査体の電極パッドの配列と対応するように配列されてい
るため、プロ−ブ針と電極パッドとを接触させる前にプ
ロ−ブカ−ドを予備温度調整することにより、プロ−ブ
針の針先の配列は電極パッドの配列に対応し、プロ−ブ
針を電極パッドに確実に接触でき、精度の高い測定がで
きることが示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平7−321
168号公報に記載のプローブカードは、放熱促進のた
めの工夫をしているが、強制的に冷却する機構を持って
いないので、プローブ針と、電極パッドとの間に電流を
流すと、プローブ針先に付着したアルミニュームが酸化
され、プローブ針先に絶縁膜が形成される。このため、
半導体ウェハ温度を高くして検査を行う際、プローブ針
と電極パッドとの間の抵抗が高くなり、ICチップにつ
いて電気的特性の検査が正常に行われなくなり、良品を
不良品と間違って判定してしまい、歩留りを下げてしま
うという欠点がある。
【0008】また、特開平5−175289号公報に記
載されているプロ−ブ装置は、具体的な説明はないもの
の、構造的には半導体ウェハの温度を高温で、かつプロ
−ブ針を低温に保つことができるとしている。
【0009】しかしながらこの公報の技術的ポイント
は、プロ−ブ針の温度を半導体ウェハの温度に近づける
ことにより、針先間隔と電極パッドとの相対位置ずれを
軽減するところにあり、半導体ウェハの温度とプローブ
針の温度とを変えると、針先間隔と電極パッドとの相対
位置ずれは拡大してしまうという重大な問題がある。す
なわち、半導体ウェハを高温にし、かつプローブ針の温
度を低温にして測定することは事実上困難である。
【0010】このため、本発明の目的は、半導体ウェハ
温度を高くして検査を行っても、プローブ針先に付着し
たアルミニュームの酸化を抑え、ICチップの電気的特
性の検査を常に正常に行うことができるプローブ装置を
提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明による
プローブ装置は、プリント基板に配列されたプローブ針
を被検査体の所定の電極に接触させて電気的検査を行う
プローブ装置において、前記プローブ針を強制的に冷却
する冷却手段を設けたことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明のプローブ装置の実
施の形態について図面を参照して説明する。
【0013】図1は、本発明のプローブ装置の第1の実
施の形態の要部を示す構成図、図2は図1のプローブ針
3の近辺を拡大して示した構成図である。本発明のプロ
ーブ装置の実施の形態は、図示しない昇降機能によって
昇降可能に構成されたテストヘッド部13と、このテス
トヘッド部13と接続するようにインサートリング11
に支持された金属製の接続リング9と、この接続リング
9の下方に配置されたプローブ針3と支持部4と支持体
5とプリント基板6から構成されるプローブカード18
とを備えている。
【0014】上記テストヘッド部13の内部には、半導
体ウェハ上のICチップに電圧を印加する電源やICチ
ップからの出力を測定部に取り込むための入力部からな
る回路が内蔵されている。
【0015】このテストヘッド部13は図2に示すよう
に、テストヘッド部13とプローブ針3を電気的に接続
させるためのポゴピン8及び導電性の接続端子7と、プ
ローブ針3に順に接続されている。そして、半導体ウェ
ハ2上のICチップと電気的に接続した後、ICチップ
の電気的特性検査を行う。
【0016】本発明のプローブ装置は、加熱された半導
体ウェハ2からの放熱や半導体ウェハ2との接触によっ
てプローブ針3の温度が上昇しても、図2に示すよう
に、プローブ針3の熱はプローブ針を固定するための支
持部4及び支持体5、支持体5から金属製の接続リング
9に熱を速やかに伝達するための熱伝導用ポゴピン1
0、ポゴピン8を支持するための接続リング9、接続リ
ング9を支持するためのインサートリング11、インサ
ートリング11の熱を伝達するための熱伝導用コネクタ
14を順次伝導し、液体窒素などの冷媒を格納した冷媒
容器17に効率良く伝達されるので、プローブ針3を低
温に保つことができる。
【0017】ここで、ポゴピン8と接続リング9とは通
常行われる絶縁手段で電気的に絶縁されるが、熱伝導用
ポゴピン10と接続リング9とは電気的に絶縁する必要
がない。すなわち、熱伝導用ポゴピン10をアルミニュ
ームや銅などの熱伝導率が高い金属で作成し、接続リン
グ9の中に埋め込んでも良い。またこの場合、支持部4
及び支持体5は、プローブ針3と接続リング9との電気
的絶縁を行うため、熱伝導率が高い樹脂などで成形加工
する。
【0018】プローブ針3を低温に保つことにより、プ
ローブ針とICチップの外周部に存在するアルミニュー
ムで形成された電極パッドとの間に電流を流しても、プ
ローブ針先に付着したアルミニュームが酸化されること
がないので、プローブ針先に絶縁膜が形成されることが
ない。従ってICチップの電気的特性を常に正常に検査
することができる。
【0019】すなわち、従来プローブ針先に付着した酸
化アルミニュームを除去するために、一時ICチップの
検査を中断してプローブ針先を研磨しているが、本発明
によるプローブ装置を用いればこのような作業が不要と
なるので、作業効率が大幅に改善する。
【0020】さらに、プローブ針まわりの結露防止のた
めのシールドボックス15と、乾燥空気や窒素などをシ
ールドボックス15内に導入するためのガス導入管16
とを備えているので、プローブ針3からテストヘッド部
13までに結露が発生して、電子回路部品、配線を故障
させる不都合がない。
【0021】また図1には、半導体ウェハ2をウェハチ
ャック1に供給するためのウェハローディング装置が記
載されていないが、このウェハローディング装置をウェ
ハチャック駆動部12と同一シールドボックス15に内
蔵することで、半導体ウェハ2を効率よくウェハチャッ
ク1に供給することができる。
【0022】次に、本発明のプローブ装置の第2の実施
の形態について図面を参照して説明する。
【0023】図3は、本発明のプローブ装置の第2の実
施の形態の要部を示す構成図である。ガス導入管16か
ら窒素などの不活性ガスを導入するとともに、真空配管
19からシールドボックス15内の不活性ガスを排気す
ることによって、シールドボックス15内の酸素分圧を
さらに下げることができる。従って、プローブ針先に付
着したアルミニュームが酸化されることをさらに防止す
ることができる。
【0024】従って図3において、図1及び図2と同様
な熱伝導用コネクタ14と冷媒容器17などプローブ針
を冷却するための冷却機構を示したが、必ずしも冷媒容
器17等の冷却機構を設けなくても、シールドボックス
15内の酸素濃度が非常に低いので、プローブ針先に付
着したアルミニュームの酸化を防止することができる。
【0025】なお、上記の説明においては、液体窒素な
どの冷媒を用いた場合について説明したが、ペルチェ効
果によって低温になる装置を使用しても良い。すなわ
ち、何らかの手段でインサートリング11を冷却できれ
ばよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプロ
ーブ装置はプローブ針を冷却しているので、プローブ針
と、電極パッドとの間に電流を流しても、プローブ針先
に付着したアルミニュームが酸化されることがない。こ
のため、プローブ針と電極パッド間の接触抵抗を常に正
常に保つことができ、ICチップの電気的特性を正常に
検査することができる。
【0027】また、プローブ針のまわりを乾燥空気又は
不活性ガス雰囲気で満たすことができるので、プローブ
針まわりの低温の部位で結露することがない。このた
め、信頼性が高い高温におけるICチップの検査を行う
ことができる。
【0028】さらに、プローブ針のまわりを不活性ガス
雰囲気で満たすことにより酸素濃度がプローブ針先端で
低下するため、プローブ針に付着するアルミニュームの
酸化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブ装置の第1の実施の形態の要
部を示す構成図である。
【図2】図1のプローブ針の近辺を拡大して示した構成
図である。
【図3】本発明のプローブ装置の第2の実施の形態の要
部を示す構成図である。
【符号の説明】
1 ウェハチャック 2 半導体ウェハ 3 プローブ針 4 支持部 5 支持体 6 プリント基板 7 接続端子 8 ポゴピン 9 接続リング 10 熱伝導用ポゴピン 11 インサートリング 12 ウェハチャック駆動部 13 テストヘッド部 14 熱伝導用コネクタ 15 シールドボックス 16 ガス導入管 17 冷媒容器 18 プローブカード 19 真空配管

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板に配列されたプローブ針を
    被検査体の所定の電極に接触させて電気的検査を行うプ
    ローブ装置において、 前記プローブ針を強制的に冷却する冷却手段を設けたこ
    とを特徴とするプローブ装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却手段は、前記プローブ針を前記
    プリント基板に固定すると共に前記プローブ針の熱を伝
    達する高熱伝導率を有する支持手段と、 前記支持手段からの熱を伝達するための可塑性を有しか
    つ高熱伝導率を有する熱伝導用コネクタと、 前記熱伝導用コネクタからの熱を受けて冷却するための
    冷媒が格納された冷媒容器を備えたことを特徴とする請
    求項1記載のプローブ装置。
  3. 【請求項3】 前記冷媒が、液体窒素もしくは液体空気
    であることを特徴とする請求項2記載のプローブ装置。
  4. 【請求項4】 前記冷却手段がペルチェ素子により冷却
    を行うことを特徴とする請求項1記載のプローブ装置。
  5. 【請求項5】 前記プローブ針を乾燥した気体で満たす
    ための乾燥気体供給手段を備えることを特徴とする請求
    項1記載のプローブ装置。
  6. 【請求項6】 プリント基板に配列されたプローブ針を
    被検査体の所定の電極に接触させて電気的検査を行うプ
    ローブ装置において、 前記プローブ針を不活性ガスで満たすための不活性ガス
    供給手段を備えることを特徴とするプローブ装置。
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