TWI313022B - - Google Patents

Description

1313022 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關一種用以檢查被檢查體的電性特性的探針 裝置，特別是關於一種用以固定設在探針裝置的本體內的 探針板的探針板固定機構’爲在高溫檢查時可抑制探針板 的熱變形的探針板的固定機構。 【先前技術】 在半導體裝置的製造工程中，利用檢查形成於晶圓的 複數元件的電性特性的檢查裝置，例如利用如第1圖所示 的稱爲探針（P r 0 b e r )的探測裝置。表示於第1圖的探測 裝置是具備收藏晶圓W ’並具備搬運該晶圓的機構的裝載 室]，及檢查從裝載室1被搬運的晶圓W的電性特性的探 針室2。在裝載室1，晶圓w被搬運的工序中預先對準晶 圓W ’而在探針室2內檢查晶圓W的電性特性。 在探針室2內’被預先對準的晶圓w裝載於可調整 溫度的主夾盤3，而藉由該主夾盤3被保持。主夾盤3是 設於朝X及Y方向移動晶圓W的X Y工作台4，而藉由 驅動XY工作台4使得晶圓W定位在所定位置。 在該主夾盤3上方’配置有具備複數探針5 A的探針 板5，該探針板5是藉由對準機構6支持。運轉對準機構 6使得探針5A正確地對位於藉由主夾盤3所保持的晶圓 你的複數電極墊上。又，主夾盤3是內設昇降機構，在檢 查時’藉由昇降機構使得晶圓W上昇，而使探針5A機械 -4 - (2) 1313022 性及電性地接觸於電極墊；在檢查後，藉由昇降機構使得 晶圓W下降而使探針5 A從電極墊機械性及電性地被分離 〇 又，如第1圖所示地，在規定探針室2的測試頭板7 上，可迴旋地配設測試器的測試頭T，測試頭T與探針板 5是經由實行盤（未圖示）被電性地連接。主夾盤3上的 晶圓W，是在例如一40°C至+150°C的溫度範圍內的某一溫 度範圍，設定晶圓W的溫度而在測試時被維持在該溫度 。又，在測試時，從測試器有檢查用信號經由測試頭T及 實行盤被傳送至探測針5A，而從探測針5A有檢查用信號 施加於晶圓W的電極墊，俾檢查形成於晶圓w的複數半 導體元件（元件）的電性特性。在設定溫度爲室溫以上的 高溫時，經由包含內設在主夾盤3的加熱機構的溫度調節 機構，晶圓被加熱至所定溫度而晶圓被檢查。 形成於晶圓 W的晶片的電路被超微細化，而且隨著 晶圓本身被大口徑化使探針板5也被大口徑化。隨著該大 口徑化’探針板5是具有如第2 A圖及第2 B圖所示地藉 由不銹鋼等的金屬製支持框5 B施以增強的充分剛性構造 。該探針板5是與支持框5B —起藉由環狀保持具8被固 定在測試頭板7。亦即，探針板5是與支持框5 B —起藉 由螺絲等複數鎖緊構件9A被鎖緊固定在保持具8上。又 ’保持具8是經由複數鎖緊構件9B被鎖緊固定在測試頭 板7上。 在固定如上述的探針板的機構，欲在例如1 0 0 t的高 1313022 (3)

溫環境下的加熱初期時檢查晶圓W的情形，利用來自主 夾盤3的散熱使得探針板5或保持具8的下面側比上面側 被加熱，會使其下面側比上面側受到較大熱脹而被彎曲。 而且探針板5是不會朝徑向外側延伸’如第2A圖所示地 朝徑方向內側延伸而朝下方彎曲。結果，探針5 A朝垂直 下方變位使得探針5 A及晶圓W的電極墊間的針壓變成大 於設定値，而有傷及電極墊及其底質層，有導致檢查不良 之虞。特別是’如第2A圖及第2B圖所示地，在支持框 5 B增加探針板5時’有支持框5 B受到熱脹很大影響的缺 點問題。

又，在高溫檢查時，如第2B圖所示地，探針板5及 支持框5B被充分地加熱而熱脹之同時，保持具8被充分 地加熱而熱脹之故，因而從探針板5及支持框5 B有朝外 方的應力作用於鎖緊構件9A，又從保持具8有朝內方的 應力作用於鎖緊構件9A。在發生此種作用時，如第2B圖 所示地與第2A圖相反，探針板5朝上方彎曲，使得探針 5A上昇而有接觸不良之虞。表示於第2A圖及第2B圖的 現象，是在具有探針板5藉由支持框5 B所增強的構造時 也同樣地發生。 【發明內容】 本發明的目的是在於提供一種抑制依探針板的熱變形 的應力並抑制探針朝上下方向的變位並可提高檢查的可靠 性的固定探針板的機構。 -6- (4) 1313022 依照本發明提供一種具備： 爲了檢查上述被檢查體的電性特性而具備須電性及機 械性地接觸於該檢查體的複數探針，且曝露在高溫環境的 探針板； 將該探針板以其中心部支持所用的支持框； 連結固定該探針板與支持框的複數第一鎖緊構件；

容許這些探針板朝其周邊熱脹地將探針板及支持框這 些外周緣部保持的保持框而被固定在探測裝置的保持框， 及 連結固定保持框與支持框的複數第二鎖緊構件的探針 室內’能將被檢查體維持在高溫環境中並設置於檢查其電 性特性的探測裝置的固定機構。 【實施方式】

以下參照圖式，說明固定本發明的探針板的機構的各 種實施形態。 在第3圖槪略地表示本發明的一實施例的探針板的固 定機構1 0。 如第3圖所示地’在固定機構]〇，固定有圓盤形探 針板11。該固定機構是具備：從上面支持探針板n 的支^框1 2及保持探針板]】與支持框1 2的外周緣部的 環狀保持具13。該固定機構1〇是被固定在具有與習知同 樣的探針室的測試頭板片，結果，藉由該固定機構1〇使 得探針板1 1被固定保持於測試頭板】4。對於具備探針室 -7- (5) 1313022 的探測裝置’與習知探測裝置實質上相同之故，因而省略 其s兌明。作爲〜例可將發明的一實施例的探針板的固定機 構1 0適用於在表示於先前技術所說明的第1圖的探測裝 置之故’因而有關於探測裝置的詳細，參照該先前技術的 說明。又’本發明的探針板固定機構是不被限定於表示於 第1圖的探測裝置’也應注意可適用於具有其他公知構造 的探針裝置。 在探針室內配置有主夾盤15，被裝載固定於主夾盤 15的晶圓W藉由Χγ工作台可朝水平方向（χ，γ方向） 及上下方向（Ζ方向）搬運。探針板11是具有：複數探 針1 1 A ’安裝有探針1 i Α的接觸器部i i Β，被固定於接觸 器1 1 B的中央部分的電路基板丨丨c。又，接觸器部丨〗b， 電路基板1 1 C及支持框1 2，是分別經由螺絲等所構成的 複數第一鎖緊構件1 6A互相地被連結，使得探針板u及 支持框1 2被一體化。更具體地，該複數第一鎖緊構件 1 6 A是對稱地配置於電路基板丨〗c的軸心近旁周圍，使得 探針板1 1以均勻鎖緊力被鎖緊在電路基板II C的中心領 域。 如上述地，表示於第1圖的固定機構，是探針板11 在支持框1 2及電路基板1 1 c的中央部，具有一體地連結 的構造。因此在表示於第3圖的固定機構，在高溫檢查時 藉由來自主夾盤]5的散熱，即使電路基板〗1 c有熱脹， 在電路基板Π C的中心邰的因熱脹所產生的延伸也可減至 較小。結果，抑制電路基板1 1 C沿著其中心軸產生朝上方 -8- 1313022 (7) 藉由來自主夾盤1 5的散熱’可儘里減小測試頭板1 4受到 熱性的影響的情形。 又，支持框1 2的外周緣部1 2 A ’是裝設在保持具1 3 的內周緣部1 3 B上’使得該外周緣部1 2 A藉由複數弟— 鎖緊構件i 6 B固定在內周緣部1 3 B。因此，探針板n的 電路基板]1 C的外周緣部’是藉由保持具1 3的內周緣部 1 3 B與支持框1 2所夾持，惟不會藉由鎖緊構件等受到拘 束，可容許藉由熱脹朝其徑方向延伸。因此’在高溫檢查 時，即使電路基板11 C熱脹’在間隙<5內自由地伸縮。另 一方面，保持具1 3是藉由等間隔地配置在外周緣部1 3 A 的周方向的複數第三鎖緊構件1 6 C被鎖緊固定在測試頭板 1 4的內側的階段狀緣部1 4 A。該測試頭1 4是由具乙形剖 面的外框1 4B及從該外框1 4B朝內方延伸的階段狀緣部 1 4 A所形成，藉由階段狀緣部1 4 A所規定的中央孔，是對 於外框1 4 B形成有凹部，而形成於該凹部內。因此，中央 孔的周緣部1 4 A是具有對於測試頭板1 4的外框定在下方 的基準面。 又’作爲第二及第三鎖緊構件16B，16C均可使用螺 絲等。 探針板1 1的電路基板n C，是藉由例如玻璃環氧樹 脂等公知材料形成作爲多層配線構造。又，支持框1 2及 保持具1 3是均藉由例如氮化鋁等陶瓷或是鎳合金所構成 的因鋼等的低膨脹金屬的低膨脹材料所形成。這些材料的 膨脹係數爲在0〜3 X ] 6 — 6的範圍較理想。具有大約丨χ〗〇 一 6 -10- 1313022 (8) 以下的低膨脹係數更理想。以這種材料來製作支持框1 2 及保持具1 3，因此可將藉由來自主夾盤1 5的散熱而產生 在支撐框1 2及保持具1 3的熱脹與習知構造相比較能降低 至十分之一。 以下，說明使用探測裝置的晶圓W的高溫檢查。主 夾盤1 5在例如被加熱至1 5 0 °C的所定溫度的狀態下，當 晶圓W被裝載於主夾盤1 5上，則藉由主夾盤1 5使得晶 圓W被加熱至該所定溫度。之後，藉由主夾盤15及包括 XY工作台的對準機構使得晶圓W與探針1 1 A被對準。然 後，隨著主夾盤1 5的移動對於晶圓W實行僅相當於晶圓 W上的晶片的寬度階段狀地送來的指標移送。因此對準成 晶圓W上的晶片的電極墊與探針1 1 A相對向的狀態。當 兩者被對準時，經由主夾盤1 5使得晶圓W上昇，而晶圓 W的電極墊接觸於探針1 1 A。又，在不會傷及晶圓的容許 範圍內過激而使得晶圓 W的電極墊充分地接觸於探針 1 1 A，則電極墊與探針Π A確實地電性地接觸。 在該狀態下有檢查用信號從測試器供給探針板U， 則檢查用信號從探針]〗A施加於晶圓W，而開始晶圓W 上的晶片檢查’來自晶片的信號是經由探針1 1 A而作爲 表示檢查結果的信號供給至測試管側經分析，被記憶在記 憶裝置（未圖示），終了所定元件的高溫檢查。然後，當 主夾盤〗5被降下，即開放電極墊與探針1 1 A的接觸。爲 了再檢查其他的晶片’重複進行晶圓W的指標移送及昇 降動作而終了晶圓w的高溫檢查。 -11 - (10) 1313022 外側設置間隙5之故，因而使得探針板11，更具體地使 得電路基板1 1 c藉由熱脹而在間隙6的範圍內延伸，應力 不會作用於電路基板1 1 C，而可更抑制探針板〗1的上下 方向的變性。 參照第5圖及第6圖，說明固定本發明的其他實施形 S?'的彳朱針板的機構。第5圖是槪略地表示固定本發明的其 他實施形態的探針板的機構的局部剖視圖；第6圖是槪略 地表示圖示於第5圖的機構的底面的局部俯視圖。又，在 桌5圖及桌6圖中’在與上述實施形態相同或相當部分賦 予相同記號加以說明，而省略其詳細。 表示於第5圖及第6圖的探針板的固定機構丨〇，如 第5圖所示地’隔熱片1 7設於保持具1 3及測試頭板】4 的下面。表示於第5圖及第6圖的機構，是除了設有該隔 熱片17之外，實質上具有與表示於第3圖同樣的構造。 隔熱片1 7是藉由耐熱性板1 8被覆蓋，而該板1 8藉由螺 絲等的鎖緊構件〗9被固定在保持具1 3及測試頭板1 4。 板〗8是如第6圖所示地形成扇形，該扇形板]8排列在保 持具1 3及測試頭板1 4全面。在板]8間，設置吸收板]8 的熱脹的間隙較理想。隔熱片1 7是並未限定在特定材料 者》惟不容易發生粉塵的材料較佳。作爲該隔片1 7，可 列舉矽酮海綿等。如此地利用在保持具1 3及測試頭板】4 的下面設置隔熱片1 7，可抑制這些兩構件1 3，1 4的溫度 上昇’又可抑制抹針板1 1的上下方向的彎曲。 又，雖未圖示，惟在探針板1 1的下面或探針板1 ]與 -13- (11) 1313022 支持框1 2之間設置隔熱片，抑制探針板Π與支持框1 2 雙方的溫度上昇也可以。藉由此種對策可抑制探針板11 及支持框〗2的熱脹，又，可抑制探針板11的彎曲’亦即 可抑制探針1 1 Α的上下方向變位，可實現更高可靠性的 尚溫檢查。 在表示於第3圖或第5圖的機構中，具備如第7圖的 形狀的保持具1 3組裝於機構也可以。第7圖是表示朝探 針室側的探針板1 3的外形。如第7圖所示地保持具1 3是 由環狀外周緣部1 3 A與從該外周緣部1 3 A裝設在探針室 側，朝其中心延伸的凸緣狀內周緣部1 3 B所形成。在凸緣 狀內周緣部1 3 B，對於保持具的中心大約均等地形成有大 約對稱地放射狀的複數開縫2 0，而從內周緣部1 3 B的內 邊緣，朝其外側形成有缺口 21。缺口 2 1是與開縫20同 樣地對於保持具I 3的中心大約對稱地配置成放射狀，延 伸至開縫2 0間的領域。因此，在內周緣部1 3 B的內周領 域，成爲開縫2 0及缺口 2 1沿著其內周而交互地配置。 在此種構造的保持具1 3被組裝於機構的裝置中，在 高溫檢查中曝露在高溫的保持具〗3接受熱放射，藉由該 熱而膨脹使得開縫2 0及缺口 2 1可吸收該膨脹，保持具 1 3本身脹成圓頂狀，可防止探針板]1給予朝探針室推出 或被吸入的變位。特別是，缺口 2 1延伸至開縫2 0間的領 域之後’即使在保持具1 3發生熱脹，也可防止其內周領 域側發生如波狀起伏的變形。 又，第8圖是槪略地表示固定本發明的另一實施形態 -14 - 1313022 (12) 的探針板的機構的剖視圖。 表示於第8圖的探針板的固定機構1 〇，是除了從表 示於第3圖的機構除去保持具1 3之外具有同樣的構造。 亦即，如第7圖所示地探針板1 1，是與表示於第3圖同 樣地，藉由設在其中心軸周圍的複數第一鎖緊構件1 6 A 被連結於支持框1 2。探針板U是其外緣裝載於測試頭板 1 4的內周側周緣部1 4 A。又，支持框1 2的外周緣部1 2 A 藉由第二鎖緊構件1 6B被鎖緊固定在測試頭板1 4的中央 孔的周緣部1 4 A，在探針板1 1的電路基板1 1 C的外周面 與支持框1 2的外周緣部1 2 A的內周面之間形成有成爲電 路基板1 1 C的熱脹份兒的間隙δ。因此，依照表示於第7 圖的固定機構，除了可期待與上述各實施形態同樣的作用 效果之外’因省略了保持具，因此可避免對於保持具的熱 脹所產生的影響。 又’本發明是並不被限定在上述各實施形態者，在不 超越本發明的範圍內可做各種變更。例如在上述各實施形 態說明對於藉由支持框1 2來增強探針板1 1的例子，惟在 沒有支持框12時也可適用本發明。又，在上述各實施形 態中’說明支持框爲圓盤形狀的情形，惟如車輪地在內側 形成開口的圓盤形狀也可以。又，在上述各實施形態中說 明了探針板1 1的電路基板1 1 C與支持框1 2的相加厚度與 支持框1 2的外周緣部1 2 A大約相同厚度的情形，惟外周 緣部1 2 A的厚度較厚於電路基板n c與支持框1 2的內側 部分的相加厚度也可以。又，在上述實施形態中，說明了 -15 - (13) 1313022 支持框1 2將探針板1 1位於上面的情形，惟位在探針板 11的下面或上面及下面的兩面也可以。 【圖式簡單說明】 第1圖是槪略地表示切剖具備固定以往的探針板的機 構的探測裝置的一例的前視圖。

第2A圖及第2B圖是分別槪略地表示放大高溫檢查 時的圖示於第]圖的探針板的狀態的剖視圖。 第3圖是槪略地表示固定本發明的一實施形態的探針 板的機構的剖視圖。 第4圖是槪略地表示圖示於第1圖的支持框的一例的 俯視圖。 第5圖是槪略地表示固定本發明的另一實施形態的探 針板的機構的剖視圖。

第6圖是槪略地表示圖示於第5圖的機構的底面的俯 視圖。 第7圖是表示圖示於第3圖的探針板的變形例的立體 圖。 第8圖是槪略地表示固定本發明的又一實施形態的探 針板的機構的剖視圖。 兀件對照表 ]:裝載室 2 :探針室 -16- 1313022 (14) 3，1 5 :主夾盤 4 : X Y工作台 5，1 1 :探針板 5 A，11 A :探針 5 B，1 2 :支持框 6 :對準機構 7，1 4 :測試頭板

8 ’ 1 3 :保持具 9 A，9 B，1 9 :鎖緊構件 1 〇 :固定機構 1 1 B :接觸器部 1 1 C :電路基板 16A :第一鎖緊構件 ]6 B :第二鎖緊構件 1 7 :隔熱片

1 8 :耐熱性板 2 0 :開縫 2 1 :缺口 W :晶圓 -17 -

Claims (1)

1. -BH022—1 年月日修i替&頁 -90. - 拾、申請專利範園 第92 1 30098號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年4月7日修正 1 · 一種卡片保持具’屬於形成有與被檢查體電性地 接觸的探針板的複數探針所面臨的開口部，而將上述探針 板安裝於探針裝置之際所使用的卡片保持具，其特徵爲： φ 將從上述開口部的開口端朝外周端延伸的缺口部隔著所定 間隔設置複數於周方向。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的卡片保持具，其中 ，將複數開縫分別位於上述複數缺口部之間所設置者。 3. —種固定探針板的機構，屬於具備保持與被檢查 體電性地接觸的探針板的卡片保持具，及經由該卡片保持 具安裝於上述探針板的探針裝置的固定部；上述卡片保持 具是具有上述探針板的複數探針所面臨的開口部的探針板 # 的固定機構，其特徵爲：將從上述開口部的開口端朝外周 端延伸的缺口部隔著所定間隔設置複數於上述卡片保持具 的周方向。 4 .如申請專利範圍第3項所述的固定探針板的機構 ，其中，將複數開縫分別位於上述複數缺口部之間而設於 上述卡片保持具。 5.如申請專利範圍第3項或第4項所述的固定探針 板的機構，其中，上述固定部是被鎖緊於上述卡片保持具 的外周部。 1313022 6.如申請專範圍第3項或第4項所述的固定探針 板的機構，其中，上述固定部是構成上述探針裝置的頂板

   Γϋϋοζζζι92130098號專利申請案 替換頁j中文_雜頭麵97年11月％日修正 柒、指定代表圖： 二$ 、定代表圖為：第3圖 (一）、本代表圖之兀件代表符號簡單說明 10 固定機構 11 探針板 11A探針 I 1 B接觸器部 II c電路基板 12 支持框 1 2 A輪緣

   捌 、本案若有化學式時嗜描_ 式： 揭不最能顯示發明特徵的化

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