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Abstract
プローブ装置に設けられたプローブカードの回路基板の下面側に、検査用接触構造体が取り付けられる。検査用接触構造体は、中間体と、当該中間体の上面に取り付けられた上面弾性シートと、中間体の下面に取り付けられた下面弾性シートを備えた3層構造を有している。回路基板と検査用接触構造体の間には、ピッチ変換基板が設けられている。ピッチ変換基板の上面には、下面弾性シートの導電部と被検査体との接触圧力を一定の圧力に維持するアクチュエータが設けられている。An inspection contact structure is attached to the lower surface side of the circuit board of the probe card provided in the probe device. The contact structure for inspection has a three-layer structure including an intermediate body, an upper surface elastic sheet attached to the upper surface of the intermediate body, and a lower surface elastic sheet attached to the lower surface of the intermediate body. A pitch conversion board is provided between the circuit board and the inspection contact structure. An actuator that maintains the contact pressure between the conductive portion of the lower elastic sheet and the object to be inspected at a constant pressure is provided on the upper surface of the pitch conversion substrate.
Description
本発明は、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。 The present invention relates to a probe apparatus for inspecting electrical characteristics of an object to be inspected.
例えば半導体ウェハ上に形成されたIC、LSIなどの電子回路の電気的特性の検査は、例えばプローブ装置を用いて行われる。プローブ装置は、例えば回路基板や複数のプローブピンを有するプローブカードと、これらプローブピンに対向して配置され、ウェハを保持する載置台とを有している。そしてこれら複数のプローブピンを、載置台に保持されたウェハ上の電子回路の各電極パットに電気的に接触させることにより、電子回路の電気的特性の検査が行われている。このため、プローブピンは、ウェハ上の各電極パットの位置に合わせて配置する必要がある。 For example, the inspection of the electrical characteristics of an electronic circuit such as an IC or LSI formed on a semiconductor wafer is performed using, for example, a probe device. The probe device includes, for example, a probe card having a circuit board and a plurality of probe pins, and a mounting table that is arranged to face the probe pins and holds a wafer. Then, the electrical characteristics of the electronic circuit are inspected by bringing these plural probe pins into electrical contact with the electrode pads of the electronic circuit on the wafer held on the mounting table. For this reason, it is necessary to arrange | position a probe pin according to the position of each electrode pad on a wafer.
しかしながら、近年は、電子回路のパターンの微細化が進み、電極パットが微細化し、また電極パットの間隔がさらに狭くなっているため、電極パットに接触させる、より微細で狭ピッチの検査用接触部が要求されている。そこで、例えばプローブピンの代わりに検査用接触構造体を用いることが提案されている(特許文献1)。この検査用接触構造体は、例えば中間のシート状のコネクターとその上下面に取り付けられた弾性シートにより構成されている。これら弾性シートは、絶縁部となるシートの一面から複数の弾性を有する複数の導電部が突出したもので、導電部を極めて微細で狭ピッチに形成することができる。また、弾性シートには、被接触体に対する凹凸吸収性や衝撃吸収性等を確保するため、例えば弾性を有するゴム製シートが用いられる。 However, in recent years, since the miniaturization of electronic circuit patterns has progressed, the electrode pads have become finer, and the distance between the electrode pads has become even narrower. Is required. Thus, for example, it has been proposed to use an inspection contact structure instead of the probe pin (Patent Document 1). This inspection contact structure is composed of, for example, an intermediate sheet-like connector and elastic sheets attached to the upper and lower surfaces thereof. In these elastic sheets, a plurality of conductive portions having a plurality of elasticity protrude from one surface of the sheet serving as an insulating portion, and the conductive portions can be formed in a very fine and narrow pitch. In addition, for example, an elastic rubber sheet is used as the elastic sheet in order to secure unevenness absorbability, impact absorbability, and the like with respect to the contacted body.
そして、この弾性シートがウェハの電極パットに接触することで電子回路の電気的特性の検査が行われる。この検査の際、通常、載置台の高さを制御することによって弾性シートと電極パットとの所望の接触を実現している。
しかしながら、上記の検査用接触構造体を用いて電子回路の電気的特性の検査を繰り返し行うと、弾性シートが劣化してしまう。そうすると、従来のように載置台の高さで弾性シートと電極パットの接触を制御した場合、弾性シートの劣化前と劣化後では、弾性シートと電極パットの接触圧力が異なることがある。その結果、弾性シートと電極パットとの間で接触不良が生じることがあった。 However, when the inspection of the electrical characteristics of the electronic circuit is repeatedly performed using the inspection contact structure, the elastic sheet is deteriorated. Then, when the contact between the elastic sheet and the electrode pad is controlled by the height of the mounting table as in the prior art, the contact pressure between the elastic sheet and the electrode pad may be different before and after the deterioration of the elastic sheet. As a result, a contact failure may occur between the elastic sheet and the electrode pad.
また、検査用接触構造体と電極パットとの接触圧力を検出し、当該接触圧力を制御することによって、弾性シートと電極パットの接触を制御しようとしても、リアルタイムの接触圧力の検出が難しく、上記と同様の接触不良が生じることがあった。 Further, by detecting the contact pressure between the contact structure for inspection and the electrode pad and controlling the contact pressure, it is difficult to detect the contact pressure in real time even if the contact between the elastic sheet and the electrode pad is controlled. In some cases, the same contact failure occurred.
さらに、検査用接触構造体として、カンチレバー構造であって、先端部分に金属からなる接触子を有するプローブを用いることがあるが、この場合も上記と同様の問題が生じることがあった。例えば検査を繰り返し行うと、接触子の先端が磨耗してしまう。そうすると、接触子の磨耗前と磨耗後では、接触子と電極パットの接触圧力が異なることがある。その結果、接触子と電極パットとの間で接触不良が生じることがあった。 Furthermore, a probe having a cantilever structure and having a contact made of a metal at the tip may be used as the inspection contact structure. In this case, the same problem as described above may occur. For example, when the inspection is repeated, the tip of the contact is worn. Then, the contact pressure between the contact and the electrode pad may be different before and after the contact is worn. As a result, a contact failure may occur between the contact and the electrode pad.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被検査体の電気的特性の検査において、検査用接触構造体と被検査体を安定的に接触させることを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at making the contact structure for a test | inspection and a to-be-inspected object contact stably in the test | inspection of the electrical property of a to-be-inspected object.
前記の目的を達成するため、本発明は、被検査体の電気的特性を検査するプローブ装置であって、回路基板と、前記回路基板の被検査体側に設けられ、検査時に当該被検査体と前記回路基板との間の電気的な導通を図る検査用接触構造体と、前記回路基板と前記検査用接触構造体の間に設けられ、当該検査用接触構造体を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材の上面には、前記検査用接触構造体と前記被検査体の接触圧力を一定の圧力に維持するアクチュエータが設けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a probe device for inspecting the electrical characteristics of an object to be inspected, which is provided on a circuit board and the object to be inspected side of the circuit board. A test contact structure for establishing electrical continuity with the circuit board; and a support member provided between the circuit board and the test contact structure and supporting the test contact structure. And an actuator for maintaining a contact pressure between the inspection contact structure and the object to be inspected at a constant pressure is provided on the upper surface of the support member.
本発明に使用されるアクチュエータは、空気や電力等により一定方向に一定の圧力を発生させるもので、圧力の作用点の位置によらず当該圧力を一定に発生させることができる。本発明によれば、検査用接触構造体の支持部材の上面に前記アクチュエータが設けられているので、被検査体の検査時に検査用接触構造体と被検査体が接触する際、アクチュエータにより、被検査体が任意の位置で停止した状態で一定の接触圧力が得られる。この場合、被検査体の停止位置(検査用接触構造体の位置)により接触圧力は変化しない。このように検査用接触構造体にかかる圧力を常に一定にすることができるので、例えば検査用接触構造体の下面に弾性シートを設けて弾性シートと被検査体を接触させる場合に、被検査体の検査を繰り返し行って弾性シートが劣化しても、検査用接触構造体と被検査体を安定的に接触させることができる。また例えば検査用接触構造体としてカンチレバー構造のプローブを用いてプローブの接触子と被検査体を接触させる場合に、被検査体の検査を繰り返し行って接触子が磨耗しても、検査用接触構造体と被検査体を安定的に接触させることができる。 The actuator used in the present invention generates a constant pressure in a certain direction by air, electric power or the like, and can generate the pressure constantly regardless of the position of the pressure application point. According to the present invention, since the actuator is provided on the upper surface of the supporting member of the inspection contact structure, when the inspection contact structure and the inspection object come into contact with each other during inspection of the inspection object, the actuator A constant contact pressure can be obtained with the inspection object stopped at an arbitrary position. In this case, the contact pressure does not change depending on the stop position of the inspection object (the position of the inspection contact structure). In this way, the pressure applied to the inspection contact structure can be made constant at all times. For example, when an elastic sheet is provided on the lower surface of the inspection contact structure and the elastic sheet is in contact with the inspection object, the inspection object Even if the inspection is repeated and the elastic sheet deteriorates, the contact structure for inspection and the object to be inspected can be stably contacted. Also, for example, when using a cantilever-type probe as a contact structure for inspection, when the contact of the probe and the object to be inspected are contacted, even if the contact is worn by repeated inspection of the object to be inspected, the contact structure for inspection The body and the object to be inspected can be brought into stable contact.
前記検査用接触構造体と前記被検査体が接触する際の一定の圧力を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記検査用接触構造体の抵抗値が所定の値になるように前記アクチュエータ内の圧力を制御してもよい。 A control unit configured to control a constant pressure when the inspection contact structure and the object to be inspected contact each other, and the control unit is configured so that a resistance value of the inspection contact structure becomes a predetermined value; The pressure in the actuator may be controlled.
前記検査用接触構造体の抵抗値を測定する抵抗測定器をさらに有し、前記制御部は、前記抵抗測定器によって測定された前記検査用接触構造体の抵抗値に基づいて、当該測定された抵抗値が前記所定の値になるように前記アクチュエータ内の圧力を制御してもよい。 It further has a resistance measuring device for measuring the resistance value of the inspection contact structure, and the control unit is measured based on the resistance value of the inspection contact structure measured by the resistance measuring device. The pressure in the actuator may be controlled so that the resistance value becomes the predetermined value.
前記検査用接触構造体の少なくとも下面には、検査時に前記被検査体に接触する弾性シートが設けられていてもよい。また、この検査用接触構造体は、平板状の中間体と、当該中間体の上下の両面に取り付けられた弾性シートを備えた3層構造を有していてもよい。さらに、前記回路基板には電子回路の複数の接続端子が設けられ、前記支持部材は、前記回路基板の複数の接続端子の間隔を変更するピッチ変換基板であってもよい。 An elastic sheet that contacts the object to be inspected may be provided on at least the lower surface of the inspection contact structure. The inspection contact structure may have a three-layer structure including a flat intermediate body and elastic sheets attached to both upper and lower surfaces of the intermediate body. Further, the circuit board may be provided with a plurality of connection terminals of an electronic circuit, and the support member may be a pitch conversion board that changes an interval between the connection terminals of the circuit board.
前記検査用接触構造体は、前記支持部材に片持ち支持される梁部と、前記梁部の自由端部から前記被検査体側に延伸し、検査時に前記被検査体に接触する接触子と、を有していてもよい。 The inspection contact structure includes a beam portion that is cantilevered by the support member, a contact that extends from the free end portion of the beam portion to the inspection object side, and contacts the inspection object during inspection, You may have.
前記回路基板の上方には、当該回路基板を固定する固定部材が設けられ、前記アクチュエータは、前記回路基板を貫通し、前記固定部材に固定されていてもよい。 A fixing member for fixing the circuit board may be provided above the circuit board, and the actuator may pass through the circuit board and be fixed to the fixing member.
別な観点による本発明は、被処理体の電気的特性を検査するプローブ装置であって、回路基板と、前記回路基板の被検査体側に設けられ、検査時に当該被検査体と前記回路基板との間の電気的な導通を図る検査用接触構造体と、前記検査用接触構造体に対向するように被検査体を保持する保持部材と、を有し、前記保持部材の下面には、前記検査用接触構造体と前記被検査体の接触圧力を一定の圧力に維持するアクチュエータと、を有することを特徴としている。 Another aspect of the present invention is a probe apparatus for inspecting the electrical characteristics of an object to be processed, which is provided on a circuit board, the object side of the circuit board, and the object to be inspected and the circuit board at the time of inspection A contact structure for inspection that achieves electrical continuity between and a holding member that holds the object to be inspected so as to face the contact structure for inspection, and the lower surface of the holding member includes It is characterized by having an inspection contact structure and an actuator for maintaining the contact pressure of the inspection object at a constant pressure.
前記検査用接触構造体の少なくとも下面には、検査時に前記被検査体に接触する弾性シートが設けられていてもよい。また、この前記検査用接触構造体は、平板状の中間体と、当該中間体の上下の両面に取り付けられた弾性シートを備えた3層構造を有していてもよい。 An elastic sheet that contacts the object to be inspected may be provided on at least the lower surface of the inspection contact structure. The inspection contact structure may have a three-layer structure including a flat intermediate body and elastic sheets attached to both upper and lower surfaces of the intermediate body.
前記検査用接触構造体は、前記支持部材に片持ち支持される梁部と、前記梁部の自由端部から前記被検査体側に延伸し、検査時に前記被検査体に接触する接触子と、を有していてもよい。 The inspection contact structure includes a beam portion that is cantilevered by the support member, a contact that extends from the free end portion of the beam portion to the inspection object side, and contacts the inspection object during inspection, You may have.
前記アクチュエータは、複数設けられていてもよい。 A plurality of the actuators may be provided.
前記複数のアクチュエータのそれぞれの上下方向の位置に基づいて、前記被検査体が水平になるように制御する制御部を有していてもよい。 You may have a control part which controls so that the to-be-inspected object may become horizontal based on the position of the up-and-down direction of each of these actuators.
前記制御部は、前記検査用接触構造体と前記被検査体が接触する際の一定の圧力を制御してもよい。 The control unit may control a certain pressure when the inspection contact structure and the inspection object come into contact with each other.
本発明によれば、被検査体の電気的特性の検査において、検査用接触構造体と被検査体を安定的に接触させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the test | inspection of the electrical property of a to-be-inspected object, a test contact structure and a to-be-inspected object can be made to contact stably.
1 プローブ装置
2 プローブカード
3 載置台
3a チャック
3b 基台
10 回路基板
11 検査用接触構造体
12 ピッチ変換基板
14 アクチュエータ
15 ホルダ
15a 外周ホルダ
15b スティフナ
20 中間基板
21 上面弾性シート
22 下面弾性シート
30 導電部
40 導電部
80 アクチュエータ
100 制御部
200 抵抗測定器
300 プローブ
301 支持部材
311 梁部
312 接触子
320 抵抗測定器
330 アクチュエータ
U 電極パット
W ウェハDESCRIPTION OF
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかるプローブ装置1の構成の概略を示す縦断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of a configuration of a
プローブ装置1には、例えばプローブカード2と、被検査体としてのウェハWを載置する載置台3が設けられている。プローブカード2は、載置台3の上方に配置されている。
The
プローブカード2は、例えば載置台3に載置されたウェハWに検査用の電気信号を送るための回路基板10と、回路基板10の下面側に装着され、ウェハWの電極パットUに接触して回路基板10とウェハWとの間の電気的な導通を図る検査用接触構造体11を備えている。回路基板10と検査用接触構造体11との間には、検査用接触構造体11を支持する支持部材としてのピッチ変換基板12が設けられている。ピッチ変換基板12の上面には、押え部材13を介して、検査用接触構造体11とウェハWの電極パットUの接触圧力を一定の圧力に維持するアクチュエータ14が設けられている。
The
回路基板10は、その外周部を保持する固定部材としてのホルダ15によって固定され、ホルダ15は、回路基板10の外周を保持する外周ホルダ15aと回路基板10の上方であって、外周ホルダ15aに固定されたスティフナ15bを有している。回路基板10は、図示しないテスタに電気的に接続されており、テスタからの検査用の電気信号を下方の検査用接続構造体11に対し送受信することができる。回路基板10は、例えば略円盤状に形成されている。回路基板10の内部には、電子回路が形成され、回路基板10の下面には、当該電子回路の複数の接続端子10aが形成されている。
The
ピッチ変換基板12は、その上面と回路基板10の下面との間に設けられた支持部材16により支持されている。ピッチ変換基板12の上面には、複数の上部端子12aが設けられている。上部端子12aは、回路基板10下面の接続端子10aの配置に対応するように形成されている。ピッチ変換基板12の上部端子12aと、上部端子12aに対応する回路基板10の接続端子10aとの間には、当該上部端子12a、10a間の電気的導通を図るためのポゴピン17が設けられている。ピッチ変換基板12の下面には、上面の上部端子12aより狭いピッチで下部端子12bが設けられている。下面の下部端子12bは上面の上部端子12aと同数設けられ、上面の上部端子12aと対応する下面の下部端子12bはそれぞれ接続されている。このようにピッチ変換基板12は、検査用接触構造体11を支持すると共に、回路基板10の接続端子10aの間隔を変更することができる。なお、ピッチ変換基板12は、例えば方形に形成され、例えばセラミック基板などにより構成されている。
The
ピッチ変換基板12の上面中央には、押え部材13を介してアクチュエータ14が設けられている。アクチュエータ14は、回路基板10を貫通し、回路基板10の上方に設けられたスティフナ15bに固定されている。アクチュエータ14は、図示しない圧力制御部に接続されている。アクチュエータ14の図示しないピストンロッドは上下方向に移動可能で、アクチュエータ14内は、圧力制御部から供給された空気の流量や電力量によって、ピストンロッドの停止位置にかかわらず常に一定の圧力に保たれている。そして、例えば検査時に検査用接触構造体11がウェハWの電極パットUに接触する際にも、その接触圧力を一定の圧力に保つことができる。なお、一定の接触圧力は、後述する検査用接触構造体11の上面弾性シート21及び下面弾性シート22の材質及び厚み、導電部30の径及び個数等に基づいて、アクチュエータ14に接続された制御部100において制御される。この制御部100は、ウェハWの電極パットUの検査を繰り返し行うことにより上面弾性シート21及び下面弾性シート22が劣化して、例えば図2に示すように接触圧力が低下した場合でも(図2中の点線)、圧力制御部からの空気の流量や電力量を調整することによって、接触圧力が一定になるように制御する(図2中の実線)。
An
検査用接触構造体11は、図3に示すように、例えば中間体としての平板状の中間基板20と、中間基板20の上面に取付けられた上面弾性シート21と、中間基板20の下面に取付けられた下面弾性シート22を備えており、3層構造を有している。
As shown in FIG. 3, the
下面弾性シート22は、例えば方形に形成され、例えば全体が弾性を有する絶縁材である例えばゴムシートにより形成されている。下面弾性シート22には、導電性を有する複数の導電部30が形成されている。導電部30は、ゴムシートの一部に導電性粒子が密に充填されて形成されている。導電部30は、例えば被検査体であるウェハWの電極パットUの配置に対応するように形成されている。各導電部30は、例えば弾性シート22を上下方向に貫通し弾性シート22の上下の両面から凸状に突出しており、四角柱形状を有している。下面弾性シート22の導電部30以外の部分、つまり導電部30同士を接続する部分は、ゴムシートのみからなる絶縁部31になっている。
The lower
上面弾性シート21は、例えば方形に形成され、全体が弾性を有する絶縁材である例えば上記下面弾性シート22と同じゴムシートにより形成されている。上面弾性シート21には、導電性を有する複数の導電部40が形成されている。導電部40は、ゴムシートの一部に導電性粒子が密に充填されて形成されている。複数の導電部40は、シート面内において分布に偏りがないように均一に配置されている。導電部40は、例えばピッチ変換基板12下面の下部端子12bの配置に対応するように形成されている。各導電部40は、例えば上面弾性シート21を上下方向に貫通し上面弾性シート21の上下の両面から凸状に突出している。上面弾性シート21の導電部40以外の部分は、絶縁部41になっている。なお、本実施の形態において、上面弾性シート21の導電部40の寸法や絶縁部41の厚みは、例えば上述の下面弾性シート22の導電部30、絶縁部31と同じに設定されている。
The upper surface
中間基板20は、例えば上面弾性シート21及び下面弾性シート22よりも厚い方形の平板形状に形成されている。中間基板20は、例えばシリコン基板やガラス基板などにより構成され、ウェハWと同程度の熱膨張率を有している。また、中間基板20は、上面弾性シート21及び下面弾性シート22に比べて高い剛性を有している。中間基板20には、図3に示すように下面から上面に通じる複数の通電路50が形成されている。通電路50は、例えば中間基板20の厚み方向の垂直方向に向けて直線状に形成されている。通電路50の上端部には、上部端子50aが形成され、通電路50の下端部には、下部端子50bが形成されている。中間基板20の通電路50は、例えば下面弾性シート22の導電部30及び上面弾性シート21の導電部40と1対1で対応する位置に形成されている。これにより、通電路50の下部端子50bと下面弾性シート22の導電部30が対応している。また、通電路50の上部端子50aと上面弾性シート21の導電部40が対応している。
The
下面弾性シート22は、その外周部を囲む金属フレーム60に固定されている。金属フレーム60は、例えばウェハWと同じ熱膨張率を有する例えば鉄−ニッケル合金(Fe−Ni合金)により形成されている。金属フレーム60は、下面弾性シート22の外周部に沿った四角の枠形状を有している。
The bottom
金属フレーム60は、例えば弾性を有するシリコーン製の接着剤61により、中間基板20の外周部の下面に接着されている。これにより、下面弾性シート22の各導電部30が中間基板20の通電路50の下部端子50bに接触されている。
The
上面弾性シート21は、その外周部を囲む金属フレーム70に固定されている。金属フレーム70は、例えばウェハWと同じ熱膨張率を有する例えば鉄−ニッケル合金(Fe−Ni合金)により形成されている。
The upper
金属フレーム70は、例えば弾性を有するシリコーン製の接着剤71により、中間基板20の外周部の上面に接着されている。これにより、上面弾性シート21の各導電部40が中間基板20の通電路50の上部端子50aに接触されている。
The
載置台3は、例えば水平方向及び上下方向に移動自在に構成されており、載置したウェハWを三次元移動できる。 The mounting table 3 is configured to be movable in the horizontal direction and the vertical direction, for example, and can move the mounted wafer W three-dimensionally.
本実施の形態にかかるプローブ装置1は以上のように構成されており、プローブ装置1で行われるウェハWの電子パットUの電気的特性の検査方法について説明する。
The
先ず、ウェハWが載置台3上に載置されると、載置台3が上昇し、ウェハWが検査用接触構造体11の下面に下から押し付けられる。このとき、ウェハWの各電極パットUが下面弾性シート22の各導電部30に接触し押圧する。これにより、下面弾性シート22の導電部30は、下から上方向に作用する力により上下方向に圧縮される。また、下面弾性シート22に作用した力が中間基板20を介在して上面弾性シート21の導電部40に伝わり、上面弾性シート21の導電部40も上下方向に圧縮される。これにより、回路基板10とウェハWの電極パットUが十分に低い抵抗で電気的に接続される。
First, when the wafer W is mounted on the mounting table 3, the mounting table 3 is raised, and the wafer W is pressed against the lower surface of the
このとき、上面弾性シート21の導電部40に伝達された下面弾性シート22に作用した力は、ピッチ変換基板12と押え部材13を介して、アクチュエータ14に伝達される。そして、アクチュエータ14内のピストンロッドの位置によらず、アクチュエータ14内に発生した圧力によりピッチ変換基板12が検査用接触構造体11側に押されることによって、下面弾性シート22の導電部30とウェハWの電極パットUとの接触圧力を一定の圧力に保つことができる。このとき、アクチュエータ14内のピストンロッドの上下方向の移動分は、例えばピッチ変換基板12の撓みやポゴピン17の上下方向の伸縮によって吸収される。
At this time, the force acting on the lower
そして、ウェハWが検査用接触構造体11に押し付けられた状態で、回路基板10から検査用の電気信号が、ポゴピン17、ピッチ変換基板12の上部端子12aと下部端子12b、検査用接触構造体11における上面弾性シート21の導電部40、中間基板20の通電路50及び下面弾性シート22の導電部30を順に通ってウェハW上の各電極パットUに送られて、ウェハW上の回路の電気的特性が検査される。
Then, in a state where the wafer W is pressed against the
以上の実施の形態によれば、検査用接触構造体11を支持するピッチ変換基板12の上面にアクチュエータ14が設けられているので、検査時に検査用接触構造体11の下面弾性シート22と電極パットUが接触する際、その接触圧力を一定の圧力に維持することができる。したがって、検査用接触構造体11の上面弾性シート21及び下面弾性シート22にかかる圧力を常に一定にすることができるので、ウェハWの電極パットUの検査を繰り返し行って上面弾性シート21及び下面弾性シート22が劣化しても、下面弾性シート22の導電部30とウェハWの電極パットUを安定的に接触させることができる。その結果、検査用接触構造体11の寿命を延ばすことができ、検査用接触構造体11のメンテナンス頻度を減少させることもできる。
According to the above embodiment, since the
以上の実施の形態では、アクチュエータ14をプローブカード2のピッチ変換基板12に設けていたが、図4に示すように、ウェハWの載置台3に設けてもよい。かかる場合、上記アクチュエータ14と同一構成のアクチュエータ80が、例えば載置台3のウェハWを吸着する保持部材としてのチャック3aと基台3bの間に設けられる。アクチュエータ80は、チャック3aの下面に複数、例えば4個設けられている。そして、先ず、アクチュエータ80の高さを調整しウェハWの水平度を確保しておく。その後検査時に、電極パットUが下面弾性シート22の導電部30に接触する際、電極パットUに作用した力は、ウェハW、チャック3aを介して、アクチュエータ80に伝達される。そして、アクチュエータ80の図示しないピストンロッドが上下方向に移動し、アクチュエータ80内に発生した空気の流量によって、下面弾性シート22の導電部30とウェハWの電極パットUとの接触圧力を一定の圧力に保つことができる。
In the above embodiment, the
なお、このとき、アクチュエータ80は複数設けられているので、下面弾性シート22の導電部30とウェハWの電極パットUとの接触により、ウェハWの面方向(水平方向)に偏荷重が発生した場合でも、アクチュエータ80に接続された制御部100において、それぞれのアクチュエータ80の内部の空気圧を調整することで、ウェハWを下面弾性シート22と平行、例えば水平に保つことができる。具体的には、アクチュエータ80のピストンロッドの上下方向の位置をモニターし、各アクチュエータ80の上下位置の差に応じてそれぞれのアクチュエータ80内の空気圧を調整することによって、ウェハWを水平に保つことができ、ウェハWの電極パットUと下面弾性シート22の導電部30の接触圧力を水平方向に均一に分散させることができる。
At this time, since a plurality of
また、ウェハWの載置台3にアクチュエータ80を設けた場合、上記プローブカード2が有しているピッチ変換基板12を省いて、検査用接触構造体11を直接回路基板10に固定してもよい。
Further, when the
以上の実施の形態では、アクチュエータ14又はアクチュエータ80のいずれか一方を、プローブカード2あるいは載置台3にそれぞれ設けていたが、図5に示すようにこれらアクチュエータ14、80をプローブカード2と載置台3の両方に設けてもよい。かかる場合、ウェハWの電極パットUと下面弾性シート22の導電部30の接触圧力をより精度よく一定に維持することができる。
In the above embodiment, either the
ところで、発明者らが調べたところ、上記実施の形態で述べたように、検査用接触構造体11と電極パットUが接触する際の接触圧力を一定にした場合でも、電極パットUの検査を繰り返し行うことにより下面弾性シート22の導電部30が劣化して、例えば図6に示すように導電部30の抵抗値が高くなることが分かった(図6中の点線)。このように導電部30の抵抗値が高くなると、回路基板10とウェハWとの間の電気的な導通が低下するため、導電部30の抵抗値を所定の値に維持することが好ましい。
By the way, when the inventors investigated, as described in the above embodiment, the inspection of the electrode pad U can be performed even when the contact pressure when the
一方、図7に示すように検査用接触構造体11と電極パットUが接触する際の接触圧力を高くすると、導電部30の抵抗値は低くなることが分かった。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the contact pressure when the
そこで、導電部30の抵抗値を所定の値に維持するように(図6中の実線)、検査用接触構造体11と電極パットUとの接触圧力を制御してもよい。
Therefore, the contact pressure between the
かかる場合、上記実施の形態におけるプローブ装置1に対して、図8に示すように、導電部30の抵抗値を測定する抵抗測定器200が設けられる。抵抗測定器200を用いて導電部30の抵抗値を測定する際には、例えば銅(Cu)からなる検査用プレートTが用いられる。抵抗測定器200は、導電部30と検査用プレートTに接続される。そして、検査用プレートTを載置台3上に載置して、導電部30と検査用プレートTを接触させた状態で、抵抗測定器200により導電部30の抵抗値を測定する。このように抵抗測定器200で測定された導電部30の抵抗値は、制御部100に出力される。
In such a case, as shown in FIG. 8, a
制御部100では、先ず、抵抗測定器200から出力された導電部30の抵抗値の測定結果に基づいて、導電部30の抵抗値が所定の値になるように検査用接触構造体11と電極パットUとの接触圧力の補正値を算出する。そして、算出された補正値からアクチュエータ14内の圧力の補正値を算出し、当該補正値に基づいて、圧力制御部からアクチュエータ14内に供給される空気の流量や電力量を制御する。このようにアクチュエータ14内の圧力を制御することにより、図6に示すように導電部30の抵抗値を所定の値に維持することができる(図6中の実線)。
In the
以上の実施の形態によれば、アクチュエータ14内の圧力を制御して、検査用接触構造体11と電極パットUが接触する接触圧力を一定に維持することができると共に、導電部30の抵抗値を所定の値に維持することができる。そうすると、以後、ウェハWの電極パットUの検査を行う際に、回路基板10とウェハWとの間の電気的な導通を適切に維持することができるので、検査を繰り返し行って導電部30が劣化しても、当該検査を適切に行うことができる。またこれによって、検査用接触構造体11の寿命も延ばすことができる。
According to the above embodiment, the pressure in the
なお、以上の実施の形態では、銅(Cu)からなる検査用プレートTを用いていたが、さらに金(Au)からなる検査用プレートを用いてもよい。かかる場合、先ず、Auからなる検査用プレートに導電部30を接触させた状態で抵抗測定器200により導電部30の抵抗値を測定し、導電部30の汚れ等を検査する。そして、導電部30に汚れがあると判断された場合には、導電部30をクリーニングする。その後、検査用プレートTを用いて導電部30の抵抗値を測定し、当該導電部30の抵抗値が所定の値になるように制御部100によってアクチュエータ14内の圧力を制御する。これによって、導電部30の抵抗値をより正確に測定することができ、当該導電部30の抵抗値をより正確に所定の値に維持することができる。
In the above embodiment, the inspection plate T made of copper (Cu) is used. However, an inspection plate made of gold (Au) may be used. In such a case, first, the resistance value of the
以上の実施の形態では、検査用プレートTを用いて導電部30の抵抗値を所定の値に制御していたが、図9に示すように、例えば下面弾性シート22に導電部30と同一構成の検査用導電部210を設け、ウェハW上に銅(Cu)からなるプレートPを設けてもよい。検査用導電部210は、検査時にプレートPに接触する位置に形成される。そして、ウェハWの電極パットUの検査を行う際、導電部30と電極パットUを接触させると共に、検査用導電部210をプレートPに接触させる。このように検査用導電部210とプレートPを接触させた状態で、抵抗測定器200により検査用導電部210の抵抗値を測定する。そして、制御部100では、検査用導電部210の抵抗値に基づいて、当該抵抗値が所定の値になるようにアクチュエータ14の圧力を制御する。ここで、測定された検査用導電部210の抵抗値は導電部30の抵抗値と同視できるため、上述したアクチュエータ14の圧力を制御することによって、導電部30の抵抗値を所定の値に維持することができる。これによって、電極パットUの検査を行うと同時に、アクチュエータ14内の圧力を適切に制御することができる。
In the above embodiment, the resistance value of the
以上の実施の形態では、下面弾性シート22の導電部30の抵抗値を所定の値に維持するように制御していたが、上面弾性シート21の導電部40の抵抗値も併せて制御してもよい。かかる場合、抵抗測定器200を導電部40と検査用プレートTに接続する。すなわち、導電部40、導電部30と検査用プレートTが一の回路として抵抗測定器200に接続される。そして、導電部30と検査用プレートTを接触させた状態で、抵抗測定器200により導電部30及び導電部40の抵抗値を測定し、その抵抗値が所定の値になるように制御部100によってアクチュエータ14内の圧力を制御する。このように導電部30と共に導電部40の抵抗値も所定の値に維持することができるので、ウェハWの電極パットUの検査を繰り返し行って導電部30及び導電部40が劣化しても、検査をより適切に行うことができる。
In the above embodiment, the resistance value of the
以上の実施の形態では、抵抗測定器200による導電部30の抵抗値の測定結果に基づいてアクチュエータ14内の圧力を制御していたが、抵抗測定器200を用いずに、検査回数に基づいてアクチュエータ14内の圧力を制御してもよい。例えば図6に示したように検査回数に対する導電部30の抵抗値の特性が予め分かっている場合には、検査回数に基づいて導電部30の抵抗値を所定の値に維持するようにアクチュエータ14内の圧力を制御することができる。
In the above embodiment, the pressure in the
以上の実施の形態では、検査用接触構造体11は中間基板20、上面弾性シート21、下面弾性シート22の3層構造を有していたが、検査用接触構造体として、図10に示すようにカンチレバー構造のプローブ300を用いてもよい。かかる場合、回路基板10の下面側には、プローブ300を支持する支持部材301が設けられている。支持部材301は、例えば略方盤状に形成され、載置台3と対向するように配置されている。そして、外周ホルダ15aの下面には複数の板ばね302が固設され、支持部材301は板ばね302によりその外周部が支持されている。
In the above embodiment, the
支持部材301の上面には、回路基板10の接続端子10aに対応する位置に、複数の接続端子303が設けられている。接続端子303は、接触ピン304によって回路基板10の接続端子10aと電気的に接続されている。接触ピン304は、弾性及び可撓性があり、かつ、導電性のある例えばニッケルによって形成されている。接触ピン304は、回路基板10に対し接触を維持しながら、上下左右に自由に移動することができる。
On the upper surface of the
支持部材301の下面には、ウェハW上の電極パットUに対応する位置に、複数のプローブ300が支持されている。プローブ300は、支持部材301の上面に設けられた接続端子303と電気的に接続されている。
A plurality of
プローブ300は、例えばニッケルコバルトなどの金属の導電性材料により形成されている。プローブ300は、図11に示すように、支持部材301に支持され、当該支持部材301の下面から突出する支持部310を有している。支持部310の下端には、梁部311が設けられ、梁部311は、支持部材301に対して支持部310によって所定の間隔を有して片持ち支持されている。梁部311の自由端部には、梁部311の直角方向下方に延伸する接触子312が設けられている。
The
そして、かかるプローブ装置1を用いてウェハWの電極パットUの電気的特性の検査を行う際には、先ず、電極パットUをプローブ300の接触子312に押圧して接触させる。このとき、上記実施の形態と同様に、制御部100によりアクチュエータ14の圧力が制御され、接触子312と電極パットUとの接触圧力を一定の圧力に保つことができる。そして、このように接触圧力を一定に保った状態で、回路基板10からの検査用の信号が、接触ピン304、支持部材301の接続端子303及びプローブ300を順に通って電極パットUに送られて、電極パットUの電気的特性が検査される。
When the electrical characteristics of the electrode pad U of the wafer W are inspected using the
ここで、例えば検査を繰り返し行うことにより接触子312の先端が磨耗して、接触子312と電極パットUとの接触圧力が低下した場合でも(例えば図2で示した点線)、カンチレバー構造のプローブ300は、その梁部311が撓んで接触子312が上下動することにより、接触圧力をある程度制御することができる。しかしながら、接触子312の移動範囲には限界があるため、接触圧力を一定に維持できない場合がある。本実施の形態によれば、このような場合でも、アクチュエータ14によって接触圧力を一定にすることができる(例えば図2で示した実線)。
Here, for example, even when the tip of the
また、発明者らが調べたところ、上述のようにカンチレバー構造のプローブ300と電極パットUが接触する際の接触圧力を一定にした場合でも、電極パットUの検査を繰り返し行うことにより、接触子312の抵抗値が高くなることが分かった(例えば図6で示した点線)。例えば検査を繰り返すことによって、接触子312の先端が磨耗したり、あるいは接触子312の先端に電極パットU上のアルミ酸化膜が付着することによって、接触子312の抵抗値が高くなる。
In addition, as a result of investigations by the inventors, even when the contact pressure when the
そこで、上記プローブ装置1に対して、図12に示すように接触子312の抵抗値を測定する抵抗測定器320を設けてもよい。この抵抗測定器320の構成、及び検査用プレートTを用いた抵抗値の測定方法については、上記実施の形態における抵抗測定器200と同様であるので説明を省略する。かかる場合でも、抵抗測定器320で測定された接触子312の抵抗値に基づいてアクチュエータ14内の圧力を制御することで、接触子312の抵抗値を所定の値に維持することができる(例えば図6で示した実線)。
Therefore, a
また、上述のように検査用接触構造体としてカンチレバー構造のプローブ300を用いた場合に、ウェハWの載置台3にアクチュエータ330を設けてもよい。このアクチュエータ330の構成及び作用については、上記実施の形態におけるアクチュエータ80と同様であるので説明を省略する。アクチュエータ330は、図13に示すようにアクチュエータ14に代えて設けられてもよい。かかる場合、アクチュエータ330内の圧力を制御することで、プローブ300の接触子312とウェハWの電極パットUとの接触圧力を一定に保つことができると共に、ウェハWを水平に保つことができ、接触子312と電極パットUとの接触圧力を水平方向に均一に分散させることができる。また、アクチュエータ330は、図14に示すようにアクチュエータ14と共に設けられてもよい。かかる場合、接触子312と電極パットUとの接触圧力をより精度よく一定に維持することができる。
In addition, when the cantilever-
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the ideas described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs. The present invention is not limited to this example and can take various forms. The present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
本発明は、例えば半導体ウェハ等の被検査体の電気的特性を検査する際に有用である。 The present invention is useful when inspecting the electrical characteristics of an object to be inspected, such as a semiconductor wafer.
Claims (15)
回路基板と、
前記回路基板の被検査体側に設けられ、検査時に当該被検査体と前記回路基板との間の電気的な導通を図る検査用接触構造体と、
前記回路基板と前記検査用接触構造体の間に設けられ、当該検査用接触構造体を支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材の上面には、前記検査用接触構造体と前記被検査体の接触圧力を一定の圧力に維持するアクチュエータが設けられている。A probe device for inspecting the electrical characteristics of an object to be inspected,
A circuit board;
An inspection contact structure that is provided on the inspected object side of the circuit board and that provides electrical continuity between the inspected object and the circuit board during inspection;
A support member provided between the circuit board and the contact structure for inspection and supporting the contact structure for inspection;
An actuator is provided on the upper surface of the support member to maintain the contact pressure between the inspection contact structure and the object to be inspected at a constant pressure.
前記検査用接触構造体と前記被検査体が接触する際の一定の圧力を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記検査用接触構造体の抵抗値が所定の値になるように前記アクチュエータ内の圧力を制御する。The probe device according to claim 1,
A control unit for controlling a constant pressure when the contact structure for inspection and the inspection object are in contact with each other;
The controller controls the pressure in the actuator so that the resistance value of the inspection contact structure becomes a predetermined value.
前記検査用接触構造体の抵抗値を測定する抵抗測定器をさらに有し、
前記制御部は、前記抵抗測定器によって測定された前記検査用接触構造体の抵抗値に基づいて、当該測定された抵抗値が前記所定の値になるように前記アクチュエータ内の圧力を制御する。The probe apparatus according to claim 2, wherein
A resistance measuring instrument for measuring the resistance value of the contact structure for inspection;
The control unit controls the pressure in the actuator based on the resistance value of the inspection contact structure measured by the resistance measuring device so that the measured resistance value becomes the predetermined value.
前記検査用接触構造体の少なくとも下面には、検査時に前記被検査体に接触する弾性シートが設けられている。The probe device according to claim 1,
An elastic sheet that contacts the object to be inspected at the time of inspection is provided on at least the lower surface of the inspection contact structure.
前記検査用接触構造体は、平板状の中間体と、当該中間体の上下の両面に取り付けられた弾性シートを備えた3層構造を有する。The probe apparatus according to claim 4, wherein
The inspection contact structure has a three-layer structure including a flat intermediate body and elastic sheets attached to both upper and lower surfaces of the intermediate body.
前記回路基板には電子回路の複数の接続端子が設けられ、
前記支持部材は、前記回路基板の複数の接続端子の間隔を変更するピッチ変換基板である。The probe apparatus according to claim 4, wherein
The circuit board is provided with a plurality of connection terminals of an electronic circuit,
The support member is a pitch conversion board that changes an interval between a plurality of connection terminals of the circuit board.
前記検査用接触構造体は、前記支持部材に片持ち支持される梁部と、前記梁部の自由端部から前記被検査体側に延伸し、検査時に前記被検査体に接触する接触子と、を有する。The probe device according to claim 1,
The inspection contact structure includes a beam portion that is cantilevered by the support member, a contact that extends from the free end of the beam portion toward the inspection object, and contacts the inspection object during inspection, Have
前記回路基板の上方には、当該回路基板を固定する固定部材が設けられ、
前記アクチュエータは、前記回路基板を貫通し、前記固定部材に固定されている。The probe device according to claim 1,
A fixing member for fixing the circuit board is provided above the circuit board,
The actuator penetrates the circuit board and is fixed to the fixing member.
回路基板と、
前記回路基板の被検査体側に設けられ、検査時に当該被検査体と前記回路基板との間の電気的な導通を図る検査用接触構造体と、
前記検査用接触構造体に対向するように被検査体を保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材の下面には、前記検査用接触構造体と前記被検査体の接触圧力を一定の圧力に維持するアクチュエータと、を有する。A probe device for inspecting the electrical characteristics of a workpiece,
A circuit board;
An inspection contact structure that is provided on the inspected object side of the circuit board and that provides electrical continuity between the inspected object and the circuit board during inspection;
A holding member that holds the object to be inspected so as to face the contact structure for inspection,
On the lower surface of the holding member, there is an actuator that maintains the contact pressure between the inspection contact structure and the inspection object at a constant pressure.
前記検査用接触構造体の少なくとも下面には、検査時に前記被検査体に接触する弾性シートが設けられている。The probe device according to claim 9, wherein
An elastic sheet that contacts the object to be inspected at the time of inspection is provided on at least the lower surface of the inspection contact structure.
前記検査用接触構造体は、平板状の中間体と、当該中間体の上下の両面に取り付けられた弾性シートを備えた3層構造を有する。The probe device according to claim 9, wherein
The inspection contact structure has a three-layer structure including a flat intermediate body and elastic sheets attached to both upper and lower surfaces of the intermediate body.
前記検査用接触構造体は、前記支持部材に片持ち支持される梁部と、前記梁部の自由端部から前記被検査体側に延伸し、検査時に前記被検査体に接触する接触子と、を有する。The probe device according to claim 9, wherein
The inspection contact structure includes a beam portion that is cantilevered by the support member, a contact that extends from the free end of the beam portion toward the inspection object, and contacts the inspection object during inspection, Have
前記アクチュエータは、複数設けられている。The probe device according to claim 9, wherein
A plurality of the actuators are provided.
前記複数のアクチュエータのそれぞれの上下方向の位置に基づいて、前記被検査体が水平になるように制御する制御部を有する。The probe apparatus according to claim 13,
A control unit configured to control the inspected object to be horizontal based on a vertical position of each of the plurality of actuators;
前記制御部は、前記検査用接触構造体と前記被検査体が接触する際の一定の圧力を制御する。The probe apparatus according to claim 14, wherein
The said control part controls the fixed pressure at the time of the said contact structure for a test | inspection and the said to-be-inspected object contacting.
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