TWI826453B - 檢查治具以及檢查裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種檢查治具以及檢查裝置，其能夠抑制探針對檢查對象物的電極的壓接力變得過高，並且能夠去除電極表面的氧化膜。本發明的檢查治具包括：棒狀的探針(Pr)，具有與檢查對象物(100)的檢查點(101)導通連接的一端部(Pa)、與該一端部(Pa)相連的主體部(Pc)、以及與該主體部(Pc)相連的另一端部(Pb)；及支撐部件(31)，支撐該探針(Pr)，所述探針具有卡止部，所述卡止部能夠卡合脫離地卡止於所述支撐部件上所設置的抵接部，該卡止部構成為：在使用所述探針進行檢查時，當在所述探針的軸向上作用有一定值以上的壓縮載荷時，該卡止部自所述抵接部脫離。

Description

檢查治具以及檢查裝置

本發明是有關於一種用於檢查對象物的檢查的檢查治具以及檢查裝置。

以往，藉由使多個針狀的探針與形成有電路或配線等的半導體晶片或基板等檢查對象物的檢查點抵接，並在所述探針間賦予電訊號、或測定探針間的電壓，來進行檢查對象物的檢查。在如此般使多個探針與檢查點抵接時，探針有可能撓曲而與鄰接的探針接觸。

因此，已知有一種包括如下探針的檢查治具(探針單元)：所述探針包括針尖部、與該針尖部連續的針中間部、以及與該針中間部連續的針後部，針尖部、針中間部及針後部分別具有板狀區域，且自針前端側或針後端側觀察，針尖部及針後部的板狀區域的寬度方向相對於針中間部的板狀區域的寬度方向而設定為大致90度的角度(例如，參照專利文獻1)。

在專利文獻1中記載有：藉由將針尖部及針後部的板狀區域插入狹縫來規定各探針的朝向，並利用針中間部的板狀區域來控制探針的撓曲方向；藉由在發生過驅動時使相鄰的探針向相同的方向彈性變形，能夠以窄間距來配置探針；藉由使板狀區域彈 性變形而使針尖沿著電極表面滑動，能夠去除形成於檢查對象物的電極表面的氧化膜。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2001-74779號公報

然而，即使如所述專利文獻1所記載的檢查治具般使探針的針尖沿著電極表面滑動，但若探針對檢查對象物的電極表面的壓接力不充分，則亦難以適當地去除電極表面的氧化膜。因此，需要充分確保探針對電極的壓接力，但若所述壓接力變得過高，則有可能對檢查對象物帶來不良影響。

本發明的目的在於提供一種檢查治具以及檢查裝置，其能夠抑制探針對檢查對象物的電極的壓接力變得過高，並且能夠適當地去除電極表面的氧化膜。

本發明的檢查治具包括：棒狀的探針，具有與檢查對象物的檢查點導通連接的一端部、與所述一端部相連的主體部、以及與所述主體部相連的另一端部；及支撐部件，支撐所述探針，所述探針具有卡止部，所述卡止部能夠卡合脫離地卡止於所述支撐部件上所設置的抵接部，所述卡止部構成為：在使用所述探針進行檢查時，當在所述探針的軸向上作用有一定值以上的壓縮載荷時，所 述卡止部自所述抵接部脫離。

根據所述構成，在作用於探針的一端部側部分的壓縮載荷小的檢查初期階段，探針的卡止部卡止於支撐部件的抵接部，壓縮載荷集中作用於探針的一端部側部分。因此，能夠充分確保探針對設置於檢查對象物的檢查點的電極表面的壓接力，能夠適當地去除電極表面的氧化膜。另外，在探針的壓縮載荷成為規定值以上的檢查後期階段，藉由使探針彈性變形而解除所述卡止部與支撐部件的抵接部的卡合，能夠使作用於探針的壓縮載荷在探針的全長上均等地分散。因此，具有能夠有效地抑制探針對檢查對象物的壓接力變得過高的優點。

另外，較佳為所述支撐部件具有支撐板，所述支撐板形成有供所述探針插通並予以支撐的支撐孔，所述卡止部藉由與包含所述支撐孔的周壁的所述抵接部抵接而卡止，且所述卡止部藉由沒入所述支撐孔內而解除與所述抵接部的卡合。

根據所述構成，能夠使構成支撐部件的支撐板兼具支撐探針的功能、與可卡合脫離地卡止探針的功能。因此，具有如下優點：能夠以簡單的構成穩定地支撐探針，並且能夠適當地去除設置於檢查點的電極表面的氧化膜，並且能夠抑制探針對電極的壓接力變得過高。

另外，較佳為所述支撐部件具有支撐所述探針的所述一端部的第一支撐板、支撐所述探針的所述另一端部的第二支撐板、以及支撐所述探針的所述主體部的第三支撐板，所述抵接部包含 形成於所述第三支撐板的第三支撐孔的周壁。

根據所述構成，在使用探針的檢查的初期階段，藉由將探針的卡止部可卡合脫離地卡止於第三支撐板上所設置的抵接部，使探針的主體部產生適度的壓縮應力，能夠充分確保探針對檢查對象物的電極表面的壓接力。而且，具有如下優點：在檢查的後期階段，藉由在適當的時期解除探針的卡止部與支撐部件的抵接部的卡合，能夠有效地抑制探針對檢查對象物的壓接力變得過高。

另外，較佳為所述卡止部是由使所述探針的一部分沿所述探針的徑向突出而成的突部所構成。

根據所述構成，在作用於探針的一端部側部分的壓縮載荷小的檢查初期階段，使探針的突部卡止於抵接部而使壓縮載荷集中作用於探針的一端部側部分，藉此能夠適當地去除電極表面的氧化膜。另外，在探針的壓縮載荷成為規定值以上的檢查後期階段，使探針彈性變形而容易地解除卡止部與抵接部的卡合，藉此能夠以簡單的構成有效地抑制探針對檢查對象物的壓接力變得過高。

另外，較佳為所述突部形成為具有卡止面及傾斜面的三角形狀，所述卡止面沿所述探針的所述徑向延伸，所述傾斜面自所述卡止面的前端朝向所述探針的所述一端部側延伸且前端變窄，所述卡止面藉由與所述抵接部抵接而能夠卡合脫離地卡止。

根據所述構成，在使支撐部件支撐探針時，藉由使傾斜面沿著支撐孔的壁面滑動等，能夠容易地進行使探針的突部向支撐板的下方移動的作業等。進而具有如下優點：在檢查結束後，根 據探針的復原力來使傾斜面沿著支撐孔的壁面滑動等，藉此能夠使探針的突部順暢地向支撐板的下方移動等。

另外，亦可設為如下構成：所述探針具有徑向尺寸大的大徑部及徑向尺寸小的小徑部，所述卡止部包含形成於所述大徑部與所述小徑部之間的台階部。

根據所述構成，在使用探針的檢查的初期階段，使所述台階部與支撐部件的抵接部抵接，從而能夠限制所述台階部向上方移動等。而且，在作用於探針的軸向上的壓縮載荷成為一定值以上的時刻，使探針彈性變形而使所述台階部沒入支撐孔內等，藉此能夠解除所述台階部與支撐部件的抵接部的卡合。

另外，較佳為所述大徑部包含形成於所述主體部的一部分的膨出部。

根據所述構成，例如藉由在探針的軸向中間部塗敷丙烯酸系樹脂或特氟隆(Teflon)(註冊商標)，或者藉由Ni電鑄而使環狀的部件電沈積等，能夠容易地形成具有所述大徑部的探針。

另外，亦可為所述大徑部自所述主體部的軸向中間部開始連續形成至所述一端部，所述小徑部自所述主體部的所述軸向中間部開始連續形成至所述另一端部。

根據所述構成，藉由對棒狀體進行切削加工，或者在構成大徑部的筒狀體內插入構成小徑部的棒狀體等，能夠容易地形成具有具備適度的剛性的大徑部與小徑部的探針。

另外，亦可為如下構成：所述探針具有使所述探針的所 述軸向的一部分沿徑向凹入的凹入部，所述卡止部包含形成於所述凹入部與所述探針的周面之間的台階部。

根據所述構成，在作用於探針的軸向的壓縮載荷小的檢查初期階段，形成於凹入部與探針的周面之間的台階部與包含支撐孔的下部周壁的抵接部抵接等，藉此限制包含所述台階部的卡止部向上方移動等。而且，在作用於探針的軸向上的壓縮載荷成為一定值以上的時刻，藉由使探針彈性變形，使包含探針的台階部的探針的卡止部自所述抵接部分離，從而能夠解除所述探針的卡止部與支撐部件的抵接部的卡合。

另外，亦可為如下構成：所述探針具有使所述探針的所述軸向的一部分沿徑向彎曲的彎曲部，所述卡止部由所述彎曲部構成。

根據所述構成，在使用探針的檢查的初期階段，藉由使包含所述彎曲部的上表面等的卡止部與包含支撐孔的下部周壁等的抵接部抵接，能夠限制所述卡止部向上方移動等。另外，當在探針的軸向上作用有一定值以上的壓縮載荷時，藉由使探針彈性變形，使探針的彎曲部沒入支撐孔內等，藉此使所述彎曲部自抵接部分離，從而能夠解除探針的彎曲部與支撐部件的抵接部的卡合。

另外，本發明的檢查裝置包括所述檢查治具，所述檢查裝置藉由使支撐於所述檢查治具的所述探針與所述檢查對象物接觸，來檢查所述檢查對象物。

根據所述構成，在利用檢查裝置的檢查的初期階段，能 夠充分確保探針對設置於檢查對象物的檢查點的電極表面的壓接力，藉此能夠適當地去除電極表面的氧化膜。另外，在探針的壓縮載荷成為規定值以上的檢查後期階段，使作用於探針的壓縮載荷在探針的全長上均等地分散，藉此能夠有效地抑制探針對檢查對象物的壓接力變得過高。

此種構成的檢查治具以及檢查裝置能夠抑制探針對檢查對象物的電極的壓接力變得過高，並且能夠去除電極表面的氧化膜。

1:半導體檢查裝置(檢查裝置)

3、3a、3b、3c、3d:檢查治具

4:檢查部

6:試樣台

6a:載置部

8:檢查處理部

31:支撐部件

32:第一支撐板

33:第二支撐板

34:第三支撐板

35:第一間距變換塊

36:第二間距變換塊

37:連接板

38:連結部件

100:半導體晶圓(檢查對象物)

101:檢查點

321:第一支撐孔

322、342:抵接部

331:第二支撐孔

341:第三支撐孔

351、361:配線

352、362:電極

A、E:按壓力

A1、B、C:壓縮載荷

A2:上推載荷

B1、B2:反作用力

D:口徑

d:直徑

da、db:外徑

F1:相向面

F2:背面

K:傾斜線

Pa:一端部

Pa2:周面

Pb:另一端部

Pc:主體部

Pd:突部(卡止部)

Pd1:卡止面

Pd2:傾斜面

Pe、Pfa:大徑部

Pe1、Pe2、Pg1:台階部(卡止部)

Pf、Pfb:小徑部

Pg:凹入部

Ph:彎曲部(卡止部)

Ph1:上表面

Pj:防脫部

Pr、Pra、Prb、Prc、Prd:探針

s:突出量

T1:時刻

t、W:寬度尺寸

V:垂線

θ:規定角度

σ:壓縮應力

σ1、σ2:應力線

圖1是概略性地表示包括本發明第一實施形態的檢查治具的半導體檢查裝置的構成的概念圖。

圖2是表示設置於檢查治具的探針的一例的側視圖。

圖3是圖2的III-III線剖視圖。

圖4是表示設置於檢查裝置的檢查部的構成的剖視圖。

圖5是表示設置於檢查部的檢查治具的構成的剖視圖。

圖6是表示使用探針的檢查的初期階段的剖視圖。

圖7是表示使用探針的檢查的後期階段的剖視圖。

圖8是表示探針的壓縮變形量與壓縮應力的關係的曲線圖。

圖9是表示本發明第二實施形態的檢查治具的構成的剖視圖。

圖10是表示本發明第二實施形態的檢查治具的變形例的剖 視圖。

圖11是表示本發明第三實施形態的檢查治具的構成的剖視圖。

圖12是表示第三實施形態中的檢查的後期階段的剖視圖。

圖13是表示本發明第四實施形態的檢查治具的構成的剖視圖。

圖14是表示檢查治具的第四實施形態中的檢查的後期階段的剖視圖。

以下，基於圖式對本發明的實施形態進行說明。再者，在各圖中附加了相同符號的構成表示是相同的構成，並省略其說明。

(第一實施形態)

圖1是概略性地表示包括本發明第一實施形態的檢查治具3的半導體檢查裝置1的構成的概念圖。圖1所示的半導體檢查裝置1相當於本發明的檢查裝置的一例，用於檢查在作為檢查對象物的一例的半導體晶圓100上形成的電路。

在半導體晶圓100上，例如在矽等半導體基板上形成有與多個半導體晶片對應的電路。再者，檢查對象物可為半導體晶片、晶片尺寸封裝(Chip size package，CSP)、半導體元件(積體電路(IC：Integrated Circuit))等電子零件，亦可為其他作為進行電性檢查的對象的物品。

另外，檢查裝置並不限於半導體檢查裝置1，例如亦可為對基板進行檢查的基板檢查裝置。作為檢查對象物的基板可為例如印刷配線基板、玻璃環氧基板、柔性基板、陶瓷多層配線基板、半導體封裝用的封裝基板、中介層基板、膜載體等基板，亦可為液晶顯示器、電致發光(Electro-Luminescence，EL)顯示器、觸控面板顯示器等顯示器用的電極板、或觸控面板用途等的電極板，可為各種基板。

圖1所示的半導體檢查裝置1包括檢查部4、試樣台6及檢查處理部8。在試樣台6的上表面設置有載置部6a，所述載置部6a將半導體晶圓100載置並固定於規定的位置。

載置部6a例如被支撐為能夠昇降，使收容在試樣台6內的半導體晶圓100上昇到檢查位置，且能夠將檢查完畢的半導體晶圓100收納在試樣台6內。另外，載置部6a具有旋轉機構，所述旋轉機構例如能夠使半導體晶圓100旋轉，並使定向平面(orientation flat)朝向規定的方向。另外，半導體檢查裝置1包括搬送機構，所述搬送機構包含能夠將半導體晶圓100載置於載置部6a，或者將檢查完畢的半導體晶圓100自載置部6a搬出的省略圖示的機械手等。

檢查部4包括檢查治具3、第一間距變換塊35、第二間距變換塊36及連接板37。檢查治具3是用於使多個探針Pr與半導體晶圓100接觸來進行檢查的治具，例如構成為所謂的探針卡(probe card)。

在半導體晶圓100上形成有多個晶片。在各晶片上設置有例如電極、配線圖案、焊料凸塊、連接端子等檢查點。檢查治具3保持有多個探針Pr，所述多個探針Pr以與設置於半導體晶圓100上所形成的多個晶片中的一部分區域(例如圖1中以陰影線示出的檢查區域)中的各檢查點對應的方式配設。

當使探針Pr與檢查區域內的各檢查點接觸而結束該檢查區域內的檢查時，使半導體晶圓100與載置部6a一起下降，並且使試樣台6平行移動而使檢查區域移動。然後，載置部6a使半導體晶圓100上昇，使探針Pr與新的檢查區域接觸而進行檢查。如此般，藉由一邊使檢查區域依次移動一邊進行檢查，來執行半導體晶圓100整體的檢查。

再者，圖1是自容易理解發明的觀點出發而簡略地及概念性地表示半導體檢查裝置1的構成的一例的說明圖，對於探針Pr的根數、密度、配置或檢查部4及試樣台6的各部的形狀、大小的比率等，亦簡略化、概念化地進行了記載。例如，就容易理解探針Pr的配置的觀點而言，與通常的半導體檢查裝置相比，將檢查區域放大進行了記載，檢查區域亦可更小，或者亦可更大。

在連接板37上設置有與第二間距變換塊36連接的省略圖示的多個電極。連接板37的各電極例如藉由省略圖示的電纜或連接端子等與檢查處理部8電性連接。第一間距變換塊35及第二間距變換塊36是用於將探針Pr相互間的間隔變換為連接板37的電極間距的間距變換部件。

如後所述，在檢查治具3上設置有：多個探針Pr，具有與檢查對象物的檢查點導通連接的一端部Pa、另一端部Pb以及主體部Pc；及支撐部件31，在使各探針Pr的一端部Pa朝向半導體晶圓100的狀態下保持各探針Pr。再者，檢查治具3構成為能夠根據作為檢查對象物的半導體晶圓100進行更換。

第一間距變換塊35具有與各探針Pr的另一端部Pb接觸而導通的後述的電極352。檢查部4包括省略圖示的連接電路，所述連接電路經由連接板37、第二間距變換塊36及第一間距變換塊35將檢查治具3的各探針Pr與檢查處理部8電性連接、或者對所述連接進行切換。

支撐部件31包括：以與半導體晶圓100相向的方式配置的第一支撐板32、以與第一間距變換塊35相向的方式配置的第二支撐板33、以及配設於第一支撐板32及第二支撐板33之間的第三支撐板34。第一支撐板32、第二支撐板33及第三支撐板34在隔著規定距離彼此平行地配置的狀態下，藉由連結部件38而連結。

如後所述，在第一支撐板32、第二支撐板33及第三支撐板34形成有支撐孔，所述支撐孔包含支撐探針Pr的多個插通孔。第一支撐板32的支撐孔配置於與作為檢查對象物的半導體晶圓100的配線圖案上所設定的檢查點對應的位置。藉此，使得探針Pr的一端部Pa能夠與半導體晶圓100的檢查點接觸。

圖2是表示設置於檢查治具的探針Pr的一例的側視圖， 圖3是圖2的III-III線剖視圖。探針Pr具有前端形成為前端變窄的圓錐狀的一端部Pa、與該一端部Pa相連的主體部Pc、以及與該主體部Pc相連的另一端部Pb，所述探針Pr由具有導電性的金屬材料形成其整體形狀為大致棒狀。

在探針Pr的主體部Pc，形成有藉由自側方對探針Pr的軸向的中間部進行鍛壓等而沿探針Pr的徑向突出而成的突部Pd。該突部Pd形成為具有卡止面Pd1及傾斜面Pd2的三角形，所述卡止面Pd1沿主體部Pc的徑向延伸，所述傾斜面Pd2自卡止面Pd1的前端部朝向位於探針Pr的一端部Pa側的主體部Pc的周面延伸且前端變窄。

在探針Pr的另一端部Pb設有防脫部Pj，所述防脫部Pj包含如後所述般用於防止探針Pr脫落的左右一對膨出部、或圓板狀的凸緣部等。再者，探針Pr的剖面形狀不限於圓形，亦可為方形或橢圓形。另外，一端部Pa的前端不限於前端變窄的圓錐狀，亦可為球面狀、或設置有多個突起的所謂冠狀，能夠設為各種形狀。在圖例中，另一端部Pb的前端形成為平坦面，但不限於此，亦可為圓錐狀、球面狀、或冠狀。

探針Pr的長度例如為3.0mm~8.0mm，探針Pr的直徑d例如為30μm~100μm，或者為50μm~65μm。探針Pr的一端部Pa及另一端部Pb的長度例如為0.8mm~1.6mm，或者0.3mm~0.6mm。

形成於主體部Pc的突部Pd的突出量s的較佳值為探針 Pr的直徑d的0.3倍至0.5倍。另外，突部Pd的寬度尺寸t的較佳值為探針Pr的直徑d的0.3倍至0.5倍。

圖4是表示設置於半導體檢查裝置1的檢查部4的構成的剖視圖，圖5是表示設置於檢查部4的檢查治具3的構成的一例的剖視圖。再者，在圖4中，以將檢查治具3與第一間距變換塊35分離的狀態進行了表示。

位於圖4及圖5的下方的第一支撐板32具有與半導體晶圓100相向配置的相向面F1。另外，位於圖4及圖5的上方的第二支撐板33具有與第一間距變換塊35的下表面密接的背面F2。

在配設於第一支撐板32的上方的第一間距變換塊35的下表面，在與由支撐部件31支撐的各探針Pr的一端部Pa對應的位置設置有多個電極352。另一方面，在第一間距變換塊35的上表面，設有與下表面的電極352相比設置間隔擴大的多個電極。而且，第一間距變換塊35的下表面側的電極352與上表面側的電極藉由配線351而連接。

在配設於第一間距變換塊35的上方的第二間距變換塊36的下表面，在與配置於第一間距變換塊35的上表面的電極對應的位置設置有多個電極。另一方面，在第二間距變換塊36的上表面，在與配置於所述連接板37的電極對應的位置設置有多個電極362。第二間距變換塊36的下表面的電極與上表面的電極362藉由配線361而連接。

組裝所述檢查治具3、第一間距變換塊35及第二間距變 換塊36，並且將第二間距變換塊36安裝於連接板37的下表面，藉此構成在檢查處理部8與各探針Pr之間進行訊號的輸入輸出的檢查部4。

第一間距變換塊35及第二間距變換塊36例如可使用多層有机板(Multi-Layer Organic，MLO)或多層陶瓷板(Multi-Layer Ceramic，MLC)等多層配線基板來构成。

如圖5所示，在檢查治具3的第一支撐板32形成有第一支撐孔321，所述第一支撐孔321包含供探針Pr的一端部Pa插通並予以支撐的多個插通孔。所述各第一支撐孔321在對探針Pr的一端部Pa進行支撐的狀態下，配置於與設置於半導體晶圓100的各檢查點101相向的位置。

探針Pr的一端部Pa以其前端自第一支撐板32的相向面F1突出規定距離的狀態設置。而且，在後述的檢查時，以一端部Pa的前端與包括半導體晶圓100等的檢查對象物的檢查點101抵接並彼此導通連接的方式構成。

第二支撐板33的位於圖5的上方的面成為與第一間距變換塊35相向的背面F2。在第二支撐板33形成有第二支撐孔331，所述第二支撐孔321包含供探針Pr的另一端部Pb插通並予以支撐的多個插通孔。探針Pr的另一端部Pb以插入該第二支撐孔331的狀態受到支撐。

另外，探針Pr的防脫部Pj配設於第二支撐板33的背面F2的上方側。藉此，防止探針Pr的另一端部Pb沒入第二支撐板 33的第二支撐孔331內而發生脫落，並且，另一端部Pb的頂點以自第二支撐板33的背面F2突出的狀態受到支撐。而且，以另一端部Pb的頂點壓接於第一間距變換塊35的電極352而彼此導通連接的方式構成。

另外，在配設於第一支撐板32與第二支撐板33之間的第三支撐板34形成有第三支撐孔341，所述第三支撐孔341包含供探針Pr的主體部Pc插通並予以支撐的多個插通孔。所述第三支撐孔341的口徑D被設定成比探針Pr的直徑d與突部Pd的突出量s相加後的值d+s(參照圖3)稍大的值。

探針Pr在其突部Pd配設於第三支撐孔341的下方的狀態下由支撐部件31支撐。而且，在後述的檢查的初期階段，突部Pd的卡止面Pd1與包含第三支撐孔341的位於下部的周壁的抵接部342抵接，藉此限制突部Pd向上方移動。另外，在一定值以上的壓縮載荷作用於探針Pr的軸向的時刻，突部Pd構成為能夠自抵接部342脫離而沒入第三支撐孔341內。

第一支撐板32、第二支撐板33及第三支撐板34以對應的第一支撐孔321、第二支撐孔331及第三支撐孔341在圖5的左右方向、即與各探針Pr的軸向正交的方向上逐一稍許錯位的方式配置。藉此，使得探針Pr沿著傾斜線K設置，所述傾斜線K相對於在第一支撐板32的相向面F1及第二支撐板33的背面F2的垂直方向上延伸的垂線V以規定角度θ傾斜。

再者，亦可在使對應的第一支撐孔321、第二支撐孔331 及第三支撐孔341位於所述垂線V上的狀態下，使探針Pr插通於該些支撐孔。然後，使第一支撐板32、第二支撐板33及第三支撐板34在圖5的左右方向上相對移位，以使各第一支撐孔321、第二支撐孔331及第三支撐孔341彼此錯位，藉此亦可使探針Pr沿著傾斜線K設置。

在圖5所示的實施形態中，示出了由第一支撐板32支撐的各探針Pr的一端部Pa在與半導體晶圓100的檢查點101接觸的狀態下受到支撐的例子。亦可代替所述構成而構成為：在使各探針Pr的一端部Pa與半導體晶圓100的檢查點101隔開規定距離而分離的狀態下，使各探針Pr支撐於支撐部件31。

圖6是表示使用探針Pr的檢查的初期階段的剖視圖，圖7是表示使用探針Pr的檢查的後期階段的剖視圖，圖8是表示探針Pr的壓縮變形量λ與壓縮應力σ的關係的曲線圖。

在圖6所示的檢查的初期階段，對載置於所述試樣台的半導體晶圓100進行上昇驅動，使檢查點101以規定的按壓力A壓接於探針Pr的一端部Pa。根據該按壓力A，作用有將探針Pr的一端部Pa沿軸向壓縮的壓縮載荷A1、以及將探針Pr的一端部Pa斜向上推的上推載荷A2。

探針Pr的一端部Pa根據壓縮載荷A1而在軸向上被壓縮，藉此彈性變形。另外，根據上推載荷A2，一端部Pa的周面Pa2被壓接於包含第一支撐孔321的下部周壁的抵接部322，並且以該抵接部322為支點，探針Pr的一端部Pa以彎曲成圓弧狀的 方式彈性變形。

而且，根據自探針Pr的一端部Pa傳遞至突部Pd的設置部的壓縮載荷B，包含突部Pd的上表面的卡止面Pd1被壓接於第三支撐孔341的抵接部342，藉此限制突部Pd向上方移動。其結果，包含探針Pr的一端部Pa、以及位於比突部Pd更靠下方側的主體部Pc的探針Pr的一端部側部分根據壓縮載荷B而在軸向上被壓縮，藉此彈性變形，在該探針Pr的一端部側部分產生壓縮應力σ。

另外，在探針Pr的上下方向中間部，作用有與壓縮載荷B相向的反作用力、即向下方按壓突部Pd而限制其向上方移動的反作用力B1以及限制突部Pd向側方移動而向圖6的左方向按壓突部Pd的反作用力B2。根據該反作用力B2，探針Pr的上下方向中間部被按壓至側方，藉此以探針Pr的傾斜角度變得比當初的傾斜線K小的方式彈性變形。

隨著檢查的進行，半導體晶圓100的檢查點101逐漸被驅動向上方，藉此，如圖8所示，當探針Pr的一端部側部分的壓縮變形量λ逐漸增大時，在探針Pr的一端部側部分產生的壓縮應力σ與所述壓縮變形量λ成比例地上昇。

在檢查的初期階段，壓縮載荷B集中作用於探針Pr的一端部側部分，因此在探針Pr產生的壓縮應力σ沿著陡峭角度的應力線σ1變化，僅因壓縮變形量λ稍微變大，在探針Pr的一端部側部分產生的壓縮應力σ便急劇上昇。因此，能夠充分確保探 針Pr的一端部Pa與半導體晶圓100的檢查點101的壓接力，能夠去除位於該檢查點101的電極表面的氧化膜。

當作用於探針Pr的一端部側部分的壓縮載荷B進一步上昇時，與此對應，將探針Pr的突部Pd向側方按壓的反作用力B2逐漸增大，因此以探針Pr的軸向中間部的傾斜角度逐漸變小的方式變形。例如，如圖7所示，在探針Pr的軸向中間部以成為大致鉛垂狀態的方式變形的時刻，探針Pr的突部Pd自第三支撐板34的抵接部342脫離並沒入第三支撐孔341內，藉此，第三支撐板34的抵接部342與探針Pr的突部Pd的卡合被解除。

如上所述，當利用第三支撐板34的抵接部342的對突部Pd的卡止狀態被釋放時，與探針Pr的一端側部分同等的壓縮載荷C亦被傳遞至位於第三支撐板34的上方側的探針Pr的另一端側部分、即位於突部Pd的上方側的主體部Pc及探針Pr的另一端部Pb。藉此，在探針Pr的全長上分散壓縮載荷，在探針Pr的整體產生大致均等的壓縮應力σ。

其結果，如圖8所示，在第三支撐板34的抵接部342與探針Pr的突部Pd的卡合被解除的時刻T1，表示在探針Pr產生的壓縮應力σ的變化率的應力線σ2的傾斜角度變得比檢查的初期階段小。因此，在檢查的後期階段，探針Pr對半導體晶圓100的檢查點101的壓接力不會急劇上昇，能夠抑制因該壓接力變得過高而引起的弊病的發生。

再者，如圖7所示，根據傳遞至探針Pr的另一端部側 部分的壓縮載荷C，探針Pr的另一端部Pb被壓接於第一間距變換塊35的下表面，藉此，限制探針Pr的另一端部Pb向上方移動的按壓力E被賦予至另一端部Pb的頂點。根據該按壓力E，探針Pr的另一端部側部分、即位於突部Pd的上方側的主體部Pc及探針Pr的另一端部Pb以與探針Pr的一端部側部分呈點對稱的形狀彈性變形而彎曲成圓弧狀，因此，包含探針Pr的一端部側部分及另一端部側部分的探針Pr的整體呈大致S字狀變形。

如上所述，在包括大致棒狀的探針Pr及支撐該探針Pr的支撐部件31的檢查治具3、以及包括該檢查治具3的檢查裝置中，設為在探針Pr設置包含可卡合脫離地卡止於支撐部件31的抵接部342的突部Pd的卡止部的構成，因此能夠抑制探針Pr對設於檢查點101的電極的壓接力變得過高，並且充分確保探針Pr對電極表面的壓接力而去除電極表面的氧化膜，所述探針Pr具有與檢查對象物的檢查點101導通連接的一端部Pa、與所述一端部Pa相連的主體部Pc、以及與所述主體部Pc相連的另一端部Pb。

即，在所述第一實施形態中，在配設於支撐探針Pr的一端部Pa的第一支撐板32與支撐探針Pr的另一端部Pb的第二支撐板33之間的第三支撐板34，形成有供探針Pr的主體部Pc插通並予以支撐的第三支撐孔341。而且，將使主體部Pc的一部分沿探針Pr的徑向突出而成的突部Pd設置於第三支撐孔341的下方位置，並且將第三支撐孔341的口徑D設定成比探針Pr的直徑d與突部Pd的突出量s相加後的值(d+s)稍大的值。

根據所述構成，在作用於探針Pr的一端部側部分的壓縮載荷B小的檢查初期階段，探針Pr的包含突部Pd的卡止部與包含第三支撐孔341的下部周壁的抵接部342抵接並卡止。而且，在探針Pr的壓縮載荷B成為規定值以上的檢查後期階段，使探針Pr的主體部Pc彈性變形而使突部Pd沒入第三支撐孔341內，藉此能夠解除該突部Pd與抵接部342的卡合。

因此，在檢查的初期階段，壓縮載荷B集中作用於包含探針Pr的一端部Pa及主體部Pc的位於比突部Pd更靠下方側的部位的探針Pr的一端部側部分，主要僅探針Pr的一端部側部分彈性變形並產生壓縮變形量λ。因此，如圖8所示，能夠使在探針Pr的一端部側部分產生的壓縮應力σ與壓縮變形量λ成比例地急劇上昇，從而能夠充分確保探針Pr對設置於檢查對象物的檢查點101的電極表面的壓接力，有效地除去電極表面的氧化膜。

另外，在檢查的後期階段，在探針Pr的突部Pd與第三支撐板34的抵接部342的卡合被解除的時刻T1，能夠使作用於探針Pr的壓縮載荷在探針Pr的全長上均等地分散。因此，與探針Pr的壓縮變形量λ增大相對應地上昇的壓縮應力σ的變化率顯著降低，具有能夠有效地抑制探針Pr對檢查對象物的檢查點101的壓接力變得過高的優點。

如上所述，第一實施形態是以將探針Pr的卡止部(突部Pd)以能夠卡合脫離的方式卡止於探針Pr的支撐部件31上所設置的抵接部、具體而言為包含形成於第三支撐板34的第三支撐孔 341的下部周壁的抵接部342的方式構成，亦可代替所述第一實施形態而設為如下構成：在支撐部件31設置能夠卡合脫離地卡止探針Pr的卡止部的獨立的卡止板。

但是，如第一實施形態所示，在利用對探針Pr的主體部Pc予以支撐的第三支撐板34上所形成的第三支撐孔341的下部周壁，來構成可卡合脫離地卡止探針Pr的突部Pd的抵接部342的情況下，能夠使構成支撐部件31的第三支撐板34兼備支撐探針Pr的主體部Pc的功能與可卡合脫離地卡止探針Pr的突部Pd的功能。因此，具有如下優點：能夠以簡單的構成穩定地支撐探針Pr，並且能夠適當地去除設置於檢查點101的電極表面的氧化膜，並且能夠抑制探針Pr對電極的壓接力變得過高。

再者，例如亦可設為如下構成：省略第三支撐板34，將設置於探針Pr的一端部Pa的包含突部的卡止部可卡合脫離地卡止於包含形成於第一支撐板32的第一支撐孔321的下部周壁的抵接部。但是，在該構成中，在檢查的初期階段，有探針Pr的壓縮應力σ急劇上昇，探針Pr對檢查對象物的電極表面的壓接力變得過高的可能性。

另外，亦可將設置於探針Pr的另一端部Pb附近的包含突部的卡止部可卡合脫離地卡止於包含形成於第二支撐板33的第二支撐孔331的下部周壁的抵接部342。但是，在該構成中，在檢查的初期階段，探針Pr的壓縮應力σ緩慢上昇，因此無法充分探針Pr對檢查對象物的電極表面的壓接力，難以適當地去除電極表 面的氧化膜。

因此，理想的是如下構成：如所述第一實施形態所示，在探針Pr的主體部Pc設有突部Pd，所述突部Pd可卡合脫離地卡止於包含第三支撐孔341的下部周壁的抵接部342。藉此，在檢查的初期階段，能夠充分確保探針Pr對檢查對象物的電極表面的壓接力，並且在檢查的後期階段，藉由在適當的時期解除探針Pr的卡止部與支撐部件31的抵接部342的卡合，能夠有效地抑制探針Pr對檢查對象物的壓接力變得過高。

另外，在由使探針Pr的一部分沿其徑向突出而成的突部Pd構成可卡合脫離地卡止於所述抵接部的卡止部的情況下，在作用於探針Pr的一端部側部分的壓縮載荷B小的檢查初期階段，使探針Pr的突部Pd卡止於抵接部而使壓縮載荷集中作用於探針Pr的一端部側部分，藉此能夠有效地去除電極表面的氧化膜。另外，在探針Pr的壓縮載荷B成為規定值以上的檢查後期階段，使探針Pr彈性變形而容易地解除突部Pd與抵接部的卡合，藉此能夠以簡單的構成有效地抑制探針對檢查對象物的壓接力變得過高。

再者，形成於探針Pr的突部Pd未必是所述三角形狀，可以變更為半圓形、梯形、或長方形等各種形狀。

但是，如所述第一實施形態所示，在將形成於探針Pr的突部Pd形成為具有沿主體部Pc的徑向延伸的卡止面Pd1以及自該卡止面Pd1的前端朝向探針Pr的一端部側延伸的前端變窄的傾斜面Pd2的三角形狀的情況下，當使支撐部件31支撐探針Pr時， 藉由使傾斜面Pd2沿著第三支撐孔341等的壁面滑動，能夠容易地進行使突部Pd向第三支撐板34的下方移動的作業等。

另外，在檢查的初期階段，如圖6所示，藉由使突部Pd的卡止面Pd1與包含第三支撐孔341的下部周壁的抵接部342抵接並卡止，能夠使壓縮載荷集中作用於探針Pr的一端部側部分。而且，具有如下優點：在檢查結束後，若使半導體晶圓100自圖7所示的上昇位置下降而解除將探針Pr的一端部Pa向上方按壓的按壓力A，則根據探針Pr的復原力而使傾斜面Pd2沿著第三支撐孔341的壁面滑動，藉此能夠使突部Pd順暢地向第三支撐板34的下方移動。

(第二實施形態)

圖9是表示本發明第二實施形態的檢查治具3a的構成的剖視圖，圖10是表示檢查治具的變形例3b的剖視圖。

設置於圖9所示的檢查治具3a的探針Pra具有徑向尺寸大的大徑部Pe及位於其上方側的徑向尺寸小的小徑部Pf。探針Pra的大徑部Pe例如藉由在探針Pra的軸向中間部塗敷丙烯酸系樹脂或特氟隆(Teflon)(註冊商標)，或者藉由Ni電鑄而使環狀的部件電沈積等而容易地形成。

大徑部Pe的外徑da設定成比第三支撐孔341的口徑D稍小的值，以位於第三支撐孔341的下方的狀態受到支撐。藉此，使得形成於大徑部Pe與小徑部Pf之間的台階部Pe1抵接於例如包含第三支撐孔341的下部周壁的抵接部342，且能夠卡合脫離地 卡止。

即，在使用探針Pra的檢查的初期階段，台階部Pe1與第三支撐孔341的下部周壁(抵接部342)抵接，從而限制台階部Pe1向上方移動。而且，在作用於探針Pra的軸向上的壓縮載荷B成為一定值以上的時刻，根據作用於探針Pra的台階部Pe1的反作用力B2使探針Pra彈性變形，使包含台階部Pe1的卡止部沒入第三支撐孔341內，藉此，能夠解除探針Pra的卡止部(台階部Pe1)與支撐部件31的抵接部342的卡合。

因此，在使用探針Pra的檢查的初期階段，藉由充分確保探針Pra對檢查點101的壓接力，能夠適當地去除位於檢查點101的電極表面的氧化膜。而且，在使用探針Pra的檢查的後期階段，能夠抑制探針Pra對包括半導體晶圓100等的檢查對象物的檢查點101的壓接力變得過高。

另一方面，在圖10所示的檢查治具的變形例3b中，配設有探針Prb，所述探針Prb具有自主體部Pc的軸向中間部連續形成至一端部Pa的大徑部Pfa、及自主體部Pc的軸向中間部連續形成至另一端部Pb的小徑部Pfb。例如，藉由對具有規定的外徑的棒狀體進行切削加工，或者在構成大徑部Pfa的筒狀體內插入構成小徑部Pfb的棒狀體等，能夠容易地形成具有具備適度的剛性的大徑部Pfa與小徑部Pfb的探針Prb。

而且，藉由將大徑部Pfa的外徑db設定成比第三支撐孔341的口徑D稍小的值，在使用探針Prb的檢查的初期階段， 形成於大徑部Pfa與小徑部Pfb之間的台階部Pe2抵接於第三支撐孔341的下部周壁(抵接部342)，從而限制台階部Pe2向上方移動。另外，在作用於探針Prb的軸向上的壓縮載荷B成為一定值以上的時刻，根據作用於探針Prb的台階部Pe2的反作用力B2使探針Prb彈性變形，藉此使台階部Pe2沒入第三支撐孔341內，能夠解除探針Prb的卡止部(台階部Pe2)與支撐部件31的抵接部342的卡合。

因此，在使用探針Prb的檢查的初期階段，藉由充分確保探針Prb對檢查點101的壓接力，能夠適當地去除位於檢查點101的電極表面的氧化膜。而且，在使用探針Prb的檢查的後期階段，能夠有效地抑制探針Prb對包括半導體晶圓100等的檢查對象物的檢查點101的壓接力變得過高。

(第三實施形態)

圖11是表示本發明第三實施形態的檢查治具3c的構成的剖視圖，圖12是表示檢查治具3c的第三實施形態中的檢查後期階段的剖視圖。

設置於檢查治具3c的探針Prc具有使其軸向的一部分沿徑向凹入的凹入部Pg。形成於第三支撐板34的第三支撐孔341具有比探針Prc的直徑d稍大的口徑D。而且，如圖11所示般構成為：在第三支撐孔341的周壁部嵌入探針Prc的凹入部Pg內的狀態下，探針Prc的軸向中間部被第三支撐板34支撐。

根據所述構成，在作用於探針Prc的軸向的壓縮載荷B 小的檢查初期階段，形成於凹入部Pg與探針Prc的周面之間的台階部Pg1、即位於圖11的下方側的凹入部Pg的側壁與包含第三支撐孔341的下部周壁的抵接部342抵接，從而限制凹入部Pg向上方移動。而且，在作用於探針Prc的軸向上的壓縮載荷B成為一定值以上的時刻，根據作用於探針Prc的台階部Pg1的反作用力B2使探針Prc彈性變形，藉此使探針Prc的包含台階部Pg1的卡止部自抵接部342分離，從而能夠解除探針Prc的卡止部(台階部Pg1)與抵接部342的卡合。

因此，在使用探針Prc的檢查的初期階段，藉由充分確保探針Prc對檢查點101的壓接力，能夠適當地去除位於檢查點101的電極表面的氧化膜。另外，在使用探針Prc的檢查的後期階段，能夠有效地抑制探針Prc對包括半導體晶圓100等的檢查對象物的檢查點101的壓接力變得過高。

(第四實施形態)

圖13是表示本發明第四實施形態的檢查治具3d的構成的剖視圖，圖14是表示檢查治具3d的第四實施形態中的檢查後期階段的剖視圖。

設置於檢查治具3d的探針Prd具有使其軸向的一部分沿徑向彎曲的彎曲部Ph。形成於第三支撐板34的第三支撐孔341具有比彎曲部Ph的寬度尺寸W稍大的口徑D。而且，以包含彎曲部Ph的卡止部的上表面Ph1可卡合脫離地卡止於例如包含第三支撐孔341的下部周壁的抵接部342的方式構成。

在使用探針Prd的檢查的初期階段，如圖13所示，彎曲部Ph的上表面Ph1與第三支撐孔341的下部周壁(抵接部342)抵接，從而限制彎曲部Ph向上方移動。另外，在使用探針Prd進行檢查時，當在探針Prd的軸向上作用有一定值以上的壓縮載荷B時，如圖14所示，藉由使探針Prd彈性變形，能夠使彎曲部Ph沒入第三支撐孔341內。藉此，使包含彎曲部Ph的卡止部自抵接部342分離，從而能夠解除探針Prd的卡止部與支撐部件31的抵接部342的卡合。

因此，在使用探針Prd的檢查的初期階段，藉由充分確保探針Prd對檢查點101的壓接力，能夠適當地去除位於檢查點101的電極表面的氧化膜。另外，在使用探針Prd的檢查的後期階段，能夠有效地抑制探針Prd對包括半導體晶圓100等的檢查對象物的檢查點101的壓接力變得過高。

3:檢查治具

4:檢查部

31:支撐部件

32:第一支撐板

33:第二支撐板

34:第三支撐板

35:第一間距變換塊

38:連結部件

100:半導體晶圓(檢查對象物)

101:檢查點

321:第一支撐孔

331:第二支撐孔

341:第三支撐孔

342:抵接部

Pa:一端部

Pb:另一端部

Pc:主體部

Pd:突部(卡止部)

Pd1:卡止面

Pj:防脫部

Pr:探針

D:口徑

F1:相向面

F2:背面

K:傾斜線

V:垂線

θ:規定角度

Claims (10)

1. 一種檢查治具，包括：棒狀的探針，具有與檢查對象物的檢查點導通連接的一端部、與所述一端部相連的主體部、以及與所述主體部相連的另一端部；及支撐部件，支撐所述探針，所述探針具有卡止部，所述卡止部能夠卡合脫離地卡止於所述支撐部件上所設置的抵接部，所述支撐部件具備第一支撐板與第二支撐板，所述第一支撐板與第二支撐板形成有供所述探針插通並予以支撐的支撐孔，所述第一支撐板支撐所述探針的一端部，所述第二支撐板支撐所述探針的另一端部，所述探針沿著傾斜線配置，所述傾斜線相對於在所述第一支撐板的相向面及所述第二支撐板的背面的垂直方向上延伸的垂線，以規定角度傾斜，所述卡止部構成為：藉由與包含所述支撐孔的周壁的所述抵接部抵接而卡止，且藉由沒入所述支撐孔內而解除與所述抵接部的卡合，在使用所述探針進行檢查時，當在所述探針的軸向上作用有一定值以上的壓縮載荷時，所述卡止部自所述抵接部脫離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的檢查治具，其中所述支撐部件具有第三支撐板，所述第三支撐板形成有所述支撐孔且支撐所述探針的所述主體部， 所述抵接部包含形成於所述第三支撐板的第三支撐孔的周壁。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的檢查治具，其中所述卡止部是由使所述探針的一部分沿所述探針的徑向突出而成的突部所構成。
4. 如申請專利範圍第3項所述的檢查治具，其中所述突部形成為具有卡止面及傾斜面的三角形狀，所述卡止面沿所述探針的所述徑向延伸，所述傾斜面自所述卡止面的前端朝向所述探針的所述一端部側延伸且前端變窄，所述卡止面藉由與所述抵接部抵接而能夠卡合脫離地卡止。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的檢查治具，其中所述探針具有徑向尺寸大的大徑部、以及徑向尺寸小的小徑部，所述卡止部包含形成於所述大徑部與所述小徑部之間的台階部。
6. 如申請專利範圍第5項所述的檢查治具，其中所述大徑部包含形成於所述主體部的一部分的膨出部。
7. 如申請專利範圍第5項所述的檢查治具，其中所述大徑部自所述主體部的軸向中間部開始連續形成至所述一端部，所述小徑部自所述主體部的所述軸向中間部開始連續形成至所述另一端部。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的檢查治具，其中所述探針具有使所述探針的所述軸向的一部分沿徑向凹入的凹入部， 所述卡止部包含形成於所述凹入部與所述探針的周面之間的合階部。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的檢查治具，其中所述探針具有使所述探針的所述軸向的一部分沿徑向彎曲的彎曲部，所述卡止部包含所述彎曲部。
10. 一種檢查裝置，包括如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的檢查治具，所述檢查裝置藉由使支撐於所述檢查治具的所述探針與所述檢查對象物接觸，來檢查所述檢查對象物。

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