JP3394620B2 - 探針組立体および検査装置 - Google Patents
探針組立体および検査装置Info
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Description
して配置した探針組立体およびそのために用いる位置決
め基板に関する。特に、半導体素子等の、多数で高密度
に配置された電極を有する測定対象物の電極と接続する
ための探針を多数有する探針組立体、および、この探針
組立体で用いられる位置決め基板に関する。
は、図6(A)に示すように、ウエハ1の面上に多数の
LSI用の半導体素子(チップ)2が設けられ、切り離
して使用に供される。上記半導体素子2は、その内の1
個を図6(B)に拡大して示すように、その表面には、
その周囲に沿って多数の電極3が列設されている。
し、その電気的性能を検査するには、図7および図8に
示すような構造の検査装置が用いられる。この検査装置
は、プローブカード4と、これから斜めに出たタングス
テン針からなるプローブ5とで構成される。この検査装
置による検査では、プローブ5のたわみを利用した接触
圧により上記電極3をこすって接触をとり、その電気特
性を検査する方法が用いられている。
に示すような、チップ状の半導体素子2が開発されてい
る。この半導体素子2は、チップ面に配置された複数の
電極のそれぞれの上に、はんだ接続に供するはんだバン
プ6を搭載したものである。このような半導体素子2に
ついての実装法として、図10に示すように、半導体素
子2を、配線基板7の表面の電極8に対向させ、上記は
んだバンプ6を介して接続する方法がある。この方法
は、高密度実装、歩留まりの高い一括接続に適すること
から、その応用が拡大している。
ッチ化がさらに進み、高速信号による動作試験が必要に
なると、上述した方法では対応が困難となる。そのよう
な場合の半導体素子の特性検査を可能とする検査方法お
よび検査装置として、図11に示すような構造の技術が
ある(特開昭64−71141号公報)この技術は、ス
プリングプローブ10を用いるものである。このスプリ
ングプローブ10は、互いに反対方向に突出するように
バネ10aで付勢された2本のプランジャ10bおよび
10cを、チューブ10dに出没自在に嵌め込んだ形状
のスプリングプローブ10を用いるものである。すなわ
ち、スプリングプローブ10を挿入して固定するための
スルーホールを有する上下一組の位置決め基板11およ
び12を中間板13を挟んで固定し、該スルーホールに
スプリングプローブ10を挿入して構成される。この検
査装置は、スプリングプローブ10の一端側のプランジ
ャ10bを、検査対象物の電極(図示せず)に当接さ
せ、他端側のプランジャ10cを、測定回路側の基板1
4に設けられた電極端子15に当接させることにより、
検査を行う。
は、プローブを挿入して固定するためのスルーホール
を、ドリルにより孔あけ加工した、マシナブルセラミッ
クスあるいはポリイミドあるいはアクリルなどの絶縁性
基板が用いられている。また、孔あけ加工方法として、
感光性ガラスをエッチング用マスクを用いて紫外線で感
光した部分を結晶化させ、結晶化した部分を酸で溶解除
去することにより、孔あけ加工する方法がある。
密度化に伴って、検査用のプローブの高密度多ピン化が
進んでいる。そのため、半導体素子の検査装置のプロー
ブを挿入して固定あるいは位置決めするための低コスト
な孔あけ位置決め基板が望まれている。そこで、このよ
うな観点から、上記従来の孔あけ加工技術について検討
する。
一孔づつ孔あけ加工するため、多数個になると、それだ
け加工時間が必要になる。特に、孔径が0.3mm以下
の微細な孔あけ加工では、削りくずの排除のため、一孔
の孔あけ加工中に何回もドリルを上げ下げする必要があ
る。また、ドリルの刃先が摩耗するため、頻繁にドリル
の交換が必要となる。特に、孔あけ数が多いと、それに
伴う段取り時間が増加する。そのため、加工に要する時
間が全体として増加する。これらの工程は、加工費にそ
のまま反映されて、多ピン用のドリル孔あけ基板は高価
となっている。
方法では、孔径がエッチング用のマスク面から離れるに
従って大きくなるため、孔径の精度が悪くなる。そのた
め、感光性ガラスの厚さが0.5mm程度以下でない
と、数μm以下の誤差に押えることが困難である。とこ
ろが、薄い感光性ガラスは、強度が低い。そのため、割
れやすいという問題がある。
て、高精度な基板構造を有するスルーホールを有する位
置決め基板を提供することにある。
て、強度を向上させた基板構造を有するスルーホールを
有する位置決め基板を提供することにある。
で、孔あけ加工精度および基板強度が良好なスルーホー
ルを形成した位置決め基板を有する検査装置を提供する
ことにある。
め、本発明の第1の態様によれば、スルーホールを有す
る複数の位置決め基板と、前記スルーホールに挿通さ
れ、かつ被測定対象の電極と電気的に接続するための探
針とを有する探針組立体において、前記複数の位置決め
基板のうち少なくとも1つの位置決め基板は、一方の面
の開口径が他方の面の開口径より小さいスルーホールを
有する第1の基板と第2の基板を有し、前記第1の基板
と第2の基板は、対応するスルーホールの位置を合わせ
て、かつ、開口径が大きい面が対向する向きに配置され
ていることを特徴とする探針組立体が提供される。
それぞれエッチングにより形成されたものとすることが
できる。また、上記スルーホールを有する位置決め基板
は、感光性ガラスを用いることができる。さらに、第1
の基板および第2の基板は、融着により固着されたもの
であることができる。
板の全表面を、絶縁膜により被覆することができる。
に、それらの基板のスルーホールの位置に対応すると共
に、それらの大きな開口径より大きな内径を持つスルー
ホールを有する第3の基板を配置して、それらを互いに
固着させて構成することができる。
に他の形態によれば、多数の電極が配置された検査対象
の各電極に接触して、電気信号を授受して検査を行う検
査装置において、検査対象物を支持する試料支持系と、
前記試料支持系で支持される検査対象物と対向するよう
に配置される探針組立体と、 前記試料支持系の検査対象
の変位駆動を制御する駆動制御系と、前記探針組立体と
接続されて検査を行うテスタとを有することを特徴とす
る検査装置が提供される。 前記探針組立体は、スルーホ
ールを有する複数の位置決め基板と、前記スルーホール
に挿通され、かつ被測定対象の電極と電気的に接続する
ための探針とを有する探針組立体において、前記複数の
位置決め基板のうち少なくとも1つの位置決め基板は、
一方の面の開口径が他方の面の開口径より小さいスルー
ホールを有する第1の基板と第2の基板を有し、前記第
1の基板と第2の基板は、対応するスルーホールの位置
を合わせて、かつ、開口径が大きい面が対向する向きに
配置されている探針組立体である。
ローブ、線材からなるプローブを用いることができる。
ホールを形成した感光性ガラス基板を重ね合わせ、熱処
理することにより、基板を結晶化して基板強度を上げる
と共に、融着して一体化した厚い基板を形成することが
でき、強度を大幅に向上させることができる。また、該
スルーホールの加工精度の良い面を外側にして、エッチ
ングした基板を重ね合わせ、熱処理することにより融着
することにより、該スルーホールにプローブあるいは線
材を挿入時に、精度の良好なスルーホールの内壁で、少
なくとも2箇所で保持されることにより、該スルーホー
ルの精度が、実使用状態で向上した状態で使用すること
ができる。
基板の全表面を絶縁膜により被覆することにより、スル
ーホールに挿入したプローブによる摩耗粉を防止したス
ルーホールを有する位置決め基板を提供することができ
る。
め基板を有する半導体検査装置を構成することにより、
多ピンの半導体素子に対しても、低コストな半導体検査
装置を提供することができる。
て説明する。
を使用した探針組立体の第1の実施例を示す。これら図
は、要部を示す断面図である。
複数本のスプリングプローブ10と、各スプリングプロ
ーブ10の位置を決める位置決め構造体C1とで構成さ
れる。図1では、4本のスプリングプローブ10が示さ
れているが、これは、図示および説明の便宜のためであ
って、実際には、さらに、多数のプローブが配置され
る。プローブの配置は、通常、二次元的である。従っ
て、図1では、多数のプローブの配列のある1列のみが
示されている。これは、以下の他の実施例についても同
様である。
が形成された、検査対象の半導体素子2と、検査を行な
う検査装置(図示せず)に接続するための配線基板50
との間に配置される。すなわち、各スプリングプローブ
10の一端を、それぞれ、対応する電極2aに対向する
ように配置する。また、各スプリングプローブ10の他
端を、配線基板50の電極52に対向するように配置す
る。なお、配線基板50は、絶縁基板51の一方の面に
電極52を配置すると共に、基板51内部に、配線53
を有する。
ジャ10bおよび10cと、これらのプランジャ10b
および10cの間に置かれるバネ10aと、これらを収
容するチューブ10dとを備える。プランジャ10bお
よび10cは、それぞれ先端が針状に尖らせてある。こ
れらのプランジャ10bおよび10cは、チューブ10
dの一端側と他端側とに、それぞれ出没自在に嵌め込ま
れている。プランジャ10bおよび10cは、バネ10
aにより、互いに反対方向に突出するよう付勢される。
チューブ10dには、各プランジャ10bおよび10c
が外に飛びださないように係止する突起10eが設けら
れている。2本のプランジャ10bおよび10cと、チ
ューブ10dと、バネ10aとは、導体で形成される。
これにより、プランジャ10bの先端からプランジャ1
0cの先端までの導通が確保される。
側に配置されて、このプランジャ10bの位置決めを行
なう位置決め基板11と、プランジャ10c側に配置さ
れて、このプランジャ10cの位置決めを行なう位置決
め基板12と、これらの間に配置されて、これらの位置
決め基板11および12を保持するための中間板13と
を有する。
めの第1の基板11aおよび第2の基板11bと、これ
らの強度を補強する補強基板11cとで構成される。ま
た、位置決め基板12は、位置決めを行なうための第1
の基板12aおよび第2の基板12bで構成される。位
置決め基板11および12には、対応する位置に、使用
目的に合わせた各種の孔が形成される。各種の孔として
は、スプリングプローブ10を挿通するためのプローブ
用スルーホール22が形成される。また、位置決め基板
11および12には、それぞれ固定のためのボルト26
/ナット27を収容するための収容孔23a,23b,
23cおよび23dと、位置決めのためのノックピン2
5を挿通するための孔24a,24b,24cおよび2
4dとが設けられる。また、中間板13にも、ボルト2
6を挿通するための孔13bと、位置決めのためのノッ
クピン25を挿通するための孔13cとが設けられてい
る。さらに、中間板13には、上記複数のスルーホール
に挿通されるスプリングプローブ10を全体として挿通
できる大きな径の孔13aが設けられている。
は、感光性ガラスにより構成される。すなわち、感光性
ガラスについて、エッチング用マスクを用いて紫外線で
感光した部分を結晶化させ、結晶化した部分を酸で溶解
除去することにより、使用目的に合わせた各種の孔が形
成される。これらの孔は、それぞれの基板11aおよび
11bにおいて、一方の面から他方の面に貫通してい
る。また、これらの孔は、一方の面の開口径が他方の面
の開口径より小さい形状、すなわち、断面台形状となっ
ている。
は、開口径が大きい開口が存在する面が対向する向きに
配置され、かつ、対応するスルーホール22の位置を合
わせて重ねあわせ、この状態で一体的に固着される。固
着は、これらの基板11a、11bを重ね合わせて密着
させて、加熱処理し、これらの基板11a、11bを融
着することにより行なう。本実施例では、強度を高める
ために、前記のようにして重ね合わせた位置決め基板1
1aおよび11bに、エッチングによる孔あけ加工した
補強基板11cをさらに重ね合わせて密着させ、これら
を融着する。これにより、補強された一体的な位置決め
基板11が形成される。なお、補強基板11cは、省略
することもできる。
ば、HOYA株式会社製の感光性ガラスPEG3を用い
ることができる。
び第2の基板12bも、上記第1の基板11aおよび第
2の基板11bと同様に、感光性ガラスをエッチング用
マスクを用いて紫外線で感光した部分を結晶化させ、結
晶化した部分を酸で溶解除去することによりスルーホー
ル22を含む各種孔が形成される。そして、上記第1お
よび第2の基板11a、11bと同様に、スルーホール
22等の各種孔を形成した第1の基板12aおよび第2
の基板12bの2枚のガラス基板を、マスク面に接する
孔径の精度が良好なガラス基板面を互いに外側にして重
ね合わせて密着させ、加熱処理することにより融着し
て、一体の位置決め基板12を構成する。
後、その表面にポリパラキシレンあるいはポリイミドな
どの耐摩耗性を向上させる被覆材21を被覆する。な
お、この被覆材21は、スルーホール22の内壁および
開口部に少なくとも設けられればよい。
置決め基板11および12を、間に中間板13を挾んで
重ね、ノックピン25で位置決めする。この状態で、こ
れらをボルト26およびナット27で固定する。そし
て、組み立てられた位置決め構造体C1に、スプリング
プローブ10をそれぞれのスルーホール22に挿入する
ことにより、探針組立体が構成される。なお、位置決め
基板11、12および中間板13を重ねあわせる際に、
スプリングプローブ10の取付を併せて行なうようにし
てもよい。
極の大きさ、電極の配置密度等に応じて適宜の大きさと
することができる。ここで、大きさの一例について示
す。位置決め基板11の、第1および第2の基板11
a,11bの厚さは各々約0.5mm、補強基板11c
の厚さは約1mm、位置決め基板12の第1および第2
の基板の厚さは各々約1mmである。また、中間板13
は、適宜の厚さとすることができるが、上記の例では、
約5mmとしてある。また、位置決め基板11の第1の
基板11aおよび第2の基板11bの小さい開口径は、
約0.16mm、大きい開口径は、約0.18mmであ
る。一方、位置決め基板12の第1の基板12aおよび
第2の基板12bの小さい開口径は、約0.21mm、
大きい開口径は、約0.24mmである。さらに、プラ
ンジャ10bの外径は、約0.14mm、チューブ10
dの外径は、約0.2mmである。
において、図1に示すように、スプリングプローブ10
のチューブ10dが、位置決め基板11の補強基板11
c、中間板13の孔13a、位置決め基板12の第1の
基板12aおよび第2の基板12bの孔に挿通されてい
る。一方、プランジャ10bは、位置決め基板11の第
1の基板11aおよび第2の基板11bのスルーホール
22に、チューブ10dに覆われずに直接挿通されてい
る。
を行なう際には、検査対象の半導体素子2の上方に、探
針組立体を位置させ、かつ、検査装置(図示せず)と接
続するための配線基板50の電極52に、プランジャ1
0cをそれぞれ対応させて接触させる。一方、各プラン
ジャ10bを対応する電極2aに接触させる。そして、
配線基板50と半導体素子2との間隔を狭くする。この
結果、バネ10aによりプランジャ10bおよび10c
が押圧されて、それぞれの先端が電極に圧接する。これ
により、電極表面を覆っている酸化膜が突き破られて、
酸化膜による接触抵抗の影響が除かれて、良好な電気的
接続が確保できる。この状態で、配線基板50の配線5
3を介して、各スプリングプローブ10と、図示してい
ない検査装置とを接続して、検査を行なう。
板11の第1の基板11aおよび第2の基板11bの小
さい開口径を持つ開口でプランジャ10bの軸方向と直
交する平面上での変位が規制される。ところで、第1の
基板11aおよび第2の基板11bの小さい開口径を持
つ開口は、マスクに最も近い部分であるので、正確にエ
ッチングされ、マスクの寸法に対する誤差が小さい。従
って、この部分によりプランジャ10bの変位が小さな
誤差の範囲に押えられる。また、第1の基板11aおよ
び第2の基板11bの小さい開口径を持つ開口は、互い
に遠ざかるように外側に位置しているので、プランジャ
10bが、軸方向の2点で規制される。このため、1点
で規制する場合に比べ、プランジャ10bの先端の位置
ずれが小さくなり、精度が高くなる。
分は、被覆材21に覆われているので、プランジャ10
bとスルーホール22の一部とが接触しても、プランジ
ャ10bあるいは、位置決め基板11の材料が削られて
材料粉が生ずることを防止できる。
置決め基板11および12は、エッチングしたガラス基
板を、2枚あるいは3枚重ね合わせて熱処理して形成さ
れている。しかし、位置決め基板は、任意の枚数のガラ
ス板を重ね合わせて構成してもよい。また、基板の組合
せの際の向きも適宜設定することができる。図12に、
それらの例を示す。
a、11d、11e、11bを重ねあわせた例である。
この例では、11aおよび11bについて、それぞれの
スルーホール22の開口径が小さい面が外側となるよう
に配置している。
a、11d、11bを重ねあわせた例である。この例で
は、11aおよび11bについて、それぞれのスルーホ
ール22の開口径が小さい面が外側となるように配置し
ている。そして、それらの間には、孔計の大きいガラス
板11dを挟んでいる。
位置決め基板の表面に被覆材21を設けた例である。同
様に、図12(d)は、上記(b)に示した例の位置決
め基板の表面に被覆材21を設けた例である。
ついて説明する。本実施例は、スプリングプローブの形
態、および、それにともなって、固定基板の形態が、第
1実施例とは異なるものである。なお、第1実施例と同
様の部分については、同一の符号を付して、重複した説
明を省略する。
要部を示す断面図である。本実施例の探針組立体は、複
数本のスプリングプローブ30と、各スプリングプロー
ブ30の位置を決める位置決め構造体C2とで構成され
る。この探針組立体は、上記第1実施例と同様に、表面
に多数の電極2aが形成された、検査対象の半導体素子
2と、検査を行なう検査装置(図示せず)に接続するた
めの配線基板50との間に配置される。
ジャ30bおよび30cと、これらのプランジャ30b
および30cの間に置かれるバネ30aと、これらを収
容するチューブ30dとを備える。プランジャ30bお
よび30cは、それらの先端が尖らせてある。これらの
プランジャ30bおよび30cは、チューブ30dの一
端側と他端側とに、それぞれ出没自在に嵌め込まれてい
る。プランジャ30bおよび30cは、バネ30aによ
り、互いに反対方向に突出するよう付勢される。チュー
ブ30dには、各プランジャ30bおよび30cが外に
飛びださないように係止する突起30e、30fが、フ
ランジ状に設けられている。また、このチューブ30d
の一端側には、チューブそれ自体を係止するのためのフ
ランジ30gが設けられている。2本のプランジャ30
bおよび30cと、チュ−ブ30dと、バネ30aと
は、導体で形成される。これにより、プランジャ30b
の先端からプランジャ30cの先端までの導通が確保さ
れる。
側に配置されて、このプランジャ30bの位置決めを行
なう位置決め基板31と、プランジャ30c側に配置さ
れて、このプランジャ30cの位置決めを行なう位置決
め基板32と、これらの間に配置されて、これらの位置
決め基板31および32を保持するための中間板13と
を有する。
めの第1の基板31aおよび第2の基板31bとで構成
される。また、位置決め基板32は、位置決めを行なう
ための第1の基板32aおよび第2の基板32bで構成
される。この位置決め基板31および32には、対応す
る位置に、使用目的に合わせた各種の孔が形成される。
各種の孔としては、スプリングプローブ30を挿通する
ためのプローブ用スルーホール22が形成される。ま
た、位置決め基板31および32には、それぞれ固定の
ためのボルト26/ナット27を収容するための収容孔
33a,33b,23cおよび23dが設けられる。ま
た、図示していないが、図1に示す位置決めのためのノ
ックピン25と同様のピンを挿通するための孔(図示せ
ず)が設けられる。また、中間板13にも、ボルト26
を挿通するための孔13bと、位置決めのためのノック
ピンを挿通するための孔(図示せず)とが設けられてい
る。さらに、中間板13には、上記複数のスルーホール
に挿通されるスプリングプローブ30を全体として挿通
できる大きな径の孔13aが設けられている。
は、上記第1実施例の位置決め基板12と同様に、感光
性ガラスを用いて、各種孔が同様の工程により形成され
る。これらの孔は、一方の面の開口径が他方の面の開口
径より小さい形状、すなわち、断面台形状となってい
る。なお、感光性ガラス基板としては、例えば、HOY
A株式会社製の感光性ガラスPEG3を用いることがで
きる。
は、開口径が大きい開口が存在する面が対向する向きに
配置され、かつ、対応するスルーホールの位置を合わせ
て重ねあわせ、この状態で一体的に固着される。固着
は、これらの基板31a、31bを重ね合わせて密着さ
せて、加熱処理し、これらの基板31a、31bを融着
することにより行なう。なお、位置決め基板31に、第
1実施例で用いられた補強基板11cと同様の補強基板
を付加することもできる。
び第2の基板32bも、上記第1の基板31aおよび第
2の基板31bと同様に、スルーホール22を含む各種
孔が形成される。そして、上記第1および第2の基板3
1a、31bと同様に、スルーホール22等の各種孔を
形成した第1の基板32aおよび32bの2枚のガラス
基板を、マスク面に接する孔径の精度が良好なガラス基
板面を互いに外側にして重ね合わせて密着させ、加熱処
理することにより融着して、一体の位置決め基板32を
構成する。
加熱処理した後、その表面にポリパラキシレンあるいは
ポリイミドなどの耐摩耗性を向上させる被覆材21を被
覆してもよい。
置決め基板31および32を、間に中間板13を挾んで
重ね、ノックピン(図示せず)で位置決めする。この状
態で、これらをボルト26およびナット27で固定す
る。そして、組み立てられた位置決め構造体C2に、ス
プリングプローブ30をそれぞれのスルーホール22に
挿入することにより、探針組立体が構成される。
スプリングプローブ30のプランジャ30bが、位置決
め基板31のスルーホール22内では、チューブ30d
に覆われている点が、前記第1実施例と異なる。そのた
め、本実施例では、プランジャ30bが、位置決め基板
31のスルーホール22内壁、特に、開口に接触するこ
となく、出没できる。
の検査は、上記第1実施例と同様にして行なうことがで
きる。従って、ここでは、説明を繰り返さない。
について、図面を参照して説明する。本実施例は、スプ
リングプローブではなく、導体からなる線材をプローブ
として用いている点に特徴がある。
施例の要部を示す。図3において、本実施例の探針組立
体は、複数本のプローブ40と、各プローブ40の位置
を決める位置決め構造体C3と、上記プローブ40を固
定すると共に電気的に接続する配線基板60とで構成さ
れる。
金属線で構成される。一端(先端40a)側は、尖らせ
てあり、他端(基端40b)側は、配線基板60に接続
されている。また、一端と他端とが、それぞれの延長線
が直交するように折り曲げられている。ただし、折り曲
げ部は、バネ性を持たせると共に、直交状態を保ちやす
くするため、U字状あるいはS字状に折り返すように曲
げてある。
端側に配置されて、このプローブ40の位置決めを行な
う位置決め基板41と、プローブ40の基端40b側に
配置されて、このプローブ40の位置決めを行なう位置
決め基板42と、これらの間に配置されて、これらの位
置決め基板41および42を保持するための中間板13
と、この中間板13上に置かれ、配線基板60を支持す
る基板14とを有する。
めの第1の基板41aおよび第2の基板41bと、これ
らの強度を補強する補強基板41cとで構成される。ま
た、位置決め基板42は、位置決めを行なうための第1
の基板42aおよび第2の基板42bで構成される。位
置決め基板41および42には、対応する位置に、使用
目的に合わせた各種の孔が形成される。各種の孔として
は、プローブ40を挿通するためのプローブ用スルーホ
ール22が形成される。また、位置決め基板41および
42には、それぞれ固定のためのボルト26/ナット2
7を収容するための収容孔23a,23b,23cおよ
び23dと、位置決めのためのノックピン(図示せず)
を挿通するための孔(図示せず)とが設けられる。ま
た、中間板13にも、ボルト26を挿通するための孔1
3bと、位置決めのためのノックピンを挿通するための
孔(図示せず)とが設けられている。さらに、中間板1
3には、上記複数のスルーホールに挿通されるプローブ
40を全体として挿通できる大きな径の孔13aが設け
られている。支持基板14には、位置決め基板42を収
容するための孔14aが設けられている。ただし、この
孔14aは、孔ではなく、二つの板の間隙であってもよ
い。すなわち、この場合には、支持基板14は、二つの
板で構成されることになる。
は、第1実施例の位置決め基板11と同じであるので、
説明を省略する。
び第2の基板42bは、表面が被覆材21で覆われてい
ることを除いて、第1実施例の位置決め基板12と同様
の構造を有する。また、位置決め基板12と同様にして
製作される。
理した後、その表面にポリパラキシレンあるいはポリイ
ミドなどの耐摩耗性を向上させる被覆材21が被覆され
る。なお、この被覆材21は、スルーホール22の内壁
および開口部に少なくとも設けられればよい。
基板62の2層が配置されている。それぞれの基板6
1、62には、内部配線63と、各内部配線に一対一に
対応にする、複数の接続パッド64が配置されている。
接続パッド64には、上記プローブ40の基端40b
が、例えば、はんだ65により接続される。この接続に
より、各プローブ40は、配線基板60と電気的に接続
されると共に、機械的にも固定される。ただし、各プロ
ーブ40は、その折り曲げ部でのバネ性によって、先端
40aが軸方向変位可能である。
て、2層の基板61、62が配置されているが、必要に
応じて、任意の複数層の基板を用いてもよい。
1あるいは、位置決め基板42の一方を省略してもよ
い。ただし、位置決め基板41と位置決め基板42との
両者を設けることにより、プローブ40の、軸方向と垂
直な方向への変位を、より小さく抑えることができる。
0の先端40aを、半導体素子2の電極2aに圧接させ
ることにより行なう。この際、プローブ40は、それぞ
れのバネ性により圧力を適宜吸収しながら、電極2aと
接触する。従って、すべてのプローブ40が確実に電極
2aに接触する。また、この際、プローブ40が軸方向
に変位するが、スルーホールの内壁、特に、開口と接触
しても、被覆材21により覆われているので、プローブ
40あるいは基板の表面が削られることを防止できる。
よび第2実施例と比べて、プローブの構造が簡単である
ので、探針をより細くすることができる。例えば、0.
07mm程度の線径の線材を用いることができる。この
ような線型の探針を用いる場合には、位置決め基板41
のスルーホール22は、その開口径が、小さい径で、例
えば、0.1mm、大きい径で、例えば、0.12mm
程度とし、さらに、スルーホール22に被覆材21を被
覆して、例えば、開口径を0.08mm程度とする。従
って、電極が、より小さい面積で、かつ、高密度に配置
された半導体素子であっても、高い位置精度で接続する
ことが可能となる。しかも、プローブが安価に製造でき
る。
13に示すように、プローブの折り曲げ部から基端側に
かけて、絶縁被覆67を設けるようにしてもよい。これ
によりプローブ相互の接触による短絡を防ぐことができ
る。絶縁被覆67としては、例えば、ポリイミド、ポリ
テトラフルオルエチレン等のチューブを被せるか、ポリ
パラキシレン、ポリイミド等を塗布することにより形成
することができる。
置の一例について説明する。
施例である検査装置の要部を示す説明図である。
置の製造におけるウエハプローバとして構成されてい
る。この検査装置は、被検査物を支持する試料支持系1
20と、被検査物に接触して電気信号の授受を行なうプ
ローブ系100と、試料支持系120の動作を制御する
駆動制御系150と、検査を行なうテスタ170とで構
成される。なお、被検査物としては、半導体ウエハ1を
対象としている。この半導体ウエハ1の表面には、外部
接続電極としての複数の電極2aが形成されている。
脱自在に載置される、ほぼ水平に設けられた試料台12
2と、この試料台122を支持する垂直に配置される昇
降軸124と、この昇降軸124を昇降駆動する昇降駆
動部125と、この昇降駆動部125を支持するX−Y
ステージ126とで構成される。X−Yステージ126
は、筐体127の上に固定される。昇降駆動部125
は、例えば、ステッピングモータなどからなる。X−Y
ステージ126の水平面内における移動動作と、昇降駆
動部125による上下動などを組み合わせることによ
り、試料台122の水平および垂直方向における位置決
め動作が行われるものである。また、試料台122に
は、図示しない回動機構が設けられており、水平面内に
おける試料台122の回動変位が可能にされている。
と、配線基板101および102とを有するプローブ系
100が配置される。すなわち、当該試料台122に平
行に対向する姿勢で位置決め基板100aに挿入された
スプリングプローブ100bおよび配線基板101およ
び102が設けられる。各々のスプリングプローブ10
0bは、前記配線基板101の下部電極101aおよび
内部配線101bおよびポゴピン103および配線基板
102の内部配線102bとを通して、該配線基板10
2に設けられた接続端子102cに接続されている。な
お、本実施例では、接続端子102cは、同軸コネクタ
で構成される。この接続端子102cに接続されるケー
ブル171を介して、テスタ170と接続される。ここ
で用いられる探針組立体Cは、図1に示したスプリング
プローブを用いる構造の探針組立体C1であるが、これ
に限定されない。例えば、図2あるいは図3に示す構造
のものを用いることもできる。
してテスタ170と接続されている。また、駆動制御系
150は、試料支持系120の各駆動部のアクチュエー
タに制御信号を送って、その動作を制御する。すなわ
ち、駆動制御系150は、内部にコンピュータを備え、
ケーブル172を介して伝達されるテスタ170のテス
ト動作の進行情報に合わせて、試料支持系120の動作
を制御する。また、駆動制御系150は、操作部151
を備え、駆動制御に関する各種指示の入力の受付、例え
ば、手動操作の指示を受け付ける。
説明する。試料台122の上に、半導体ウエハ1を固定
し、X−Yステージ126および回動機構を用いて、該
半導体ウエハ1に形成された電極2aを、位置決め基板
100aに挿入されたスプリングプローブ100bの直
下に位置決めするため、調整する。その後、駆動制御系
150は、昇降駆動部125を作動させ、試料台122
を所定の高さまで上昇させることによって、複数のスプ
リングプローブ100bの各々の先端を目的の半導体素
子における複数の電極2aの各々に所定圧で接触させ
る。ここまでは、操作部151からの操作指示に従っ
て、駆動制御系150により実行される。なお、これら
の位置決め等の調整を自動的に行なうようにしてもよ
い。例えば、半導体ウェハ1に基準位置のマークを予め
付しておき、これを読み取り装置で読み取って、座標の
原点を設定するようにして、行なうことができる。この
場合、電極の位置は、予め設計データを受け取ることに
より、駆動制御部150において既知となる。
02および101およびスプリングプローブ100bを
介して、半導体ウエハ1に形成された半導体素子とテス
タ170との間で、動作電力や動作試験信号などの授受
を行い、当該半導体素子の動作特性の可否などを判別す
る。上記の一連の試験動作が、半導体ウエハ1に形成さ
れた複数の半導体素子の各々について実施され、動作特
性の可否などが判別される。
実施例である検査装置の要部を示す説明図である。本実
施例は、探針組立体Cとして、図3に示した構造の探針
組立体C3を用いた例である。本実施例において、検査
装置は、半導体装置の製造におけるウエハプローバとし
て構成されている。
決め基板41、42に挿入して、一端を配線基板61,
62の表面に形成された接続パッド64にはんだ付け
し、該配線基板61,62の内部配線63を通して、該
配線基板61,62に設けられた接続端子66に接続さ
れている。なお、本実施例では、接続端子66は、同軸
コネクタで構成される。この接続端子66に接続される
ケーブル171を介して、テスタ170と接続される。
検査装置の動作の基本は、図4と同様であるので、動作
の説明は省略する。なお、この例においても、図13に
示すように、プローブ40に、絶縁被覆67を設けるよ
うにしてもよい。
ブ挿通用のスルーホールの孔径、特に、開口径の精度を
向上させることができ、しかも、精度の良好なスルーホ
ールの内壁、特に、開口の、少なくとも2箇所で保持さ
れる構造であることにより、実使用状態で高精度な状態
で使用することができる。
板を重ね合わせ、熱処理することにより、基板を結晶化
して基板強度を上げると共に、融着して一体化した厚い
基板を形成できる。従って、位置決め基板の強度を向上
させることができる。
ンで、孔あけ加工精度および基板強度が良好なスルーホ
ールを形成した位置決め基板を用いた半導体検査装置を
実現することができる。
め基板を有した半導体検査装置を構成することにより、
多ピンの半導体素子に対しても、従来のドリル孔あけに
よるスルーホールを有した位置決め基板と比較して、一
括孔あけ加工により、低コストな半導体検査装置を提供
することができる。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
要部を示す説明図である。
の要部を示す説明図である。
の斜視図である。
す斜視図である。
を示す斜視図である。
定部分の断面図である。
す要部断面図である。
防止する手段を追加した状態を示す要部断面図である。
極、4…プローブカード、5…プローブ、6…はんだバ
ンプ、7…配線基板、8…電極、10…スプリングプロ
ーブ、10a…バネ、10b、10c…プランジャ、1
0d…チューブ、10e…突起、11、12、31、3
2、41、42…位置決め基板、11a、12a、31
a、32a、41a、42a、61…第1の基板、11
b、12b、31b、32b、41b、42b、62…
第2の基板、11c、41c…補強基板、11d、11
e…基板、13…中間板、13a、13b、13c…
孔、14…基板、14a…孔、15…電極端子、21…
被覆材、22…スルーホール、23a、23b、23
c、23d、33a、33b…収容孔、24a、24
b、24c、24d…孔、25…ノックピン、26…ボ
ルト、27…ナット、30…スプリングプローブ、30
a…バネ、30b、30c…プランジャ、30d…チュ
ーブ、30e、30f…突起、30g…フランジ、40
…プローブ、40a…先端、40b…基端、50…配線
基板、51…絶縁基板、52…電極、53…配線、60
…配線基板、63…内部配線、64…接続パッド、65
…はんだ、66…接続端子、67…絶縁被覆、100…
プローブ系、100a…位置決め基板、100b…スプ
リングプローブ、101…配線基板、101a…電極、
101b…内部配線、102…配線基板、102b…内
部配線、102c…接続端子、103…ポゴピン、12
0…試料支持系、122…試料台、124…昇降軸、1
25…昇降駆動部、126…X−Yステージ、127…
筐体、150…駆動制御系、151…操作部、170…
テスタ、171、172…ケーブル、C…探針組立体、
C1、C2、C3…位置決め構造体。
Claims (7)
- 【請求項1】スルーホールを有する複数の位置決め基板
と、前記スルーホールに挿通され、かつ被測定対象の電
極と電気的に接続するための探針とを有する探針組立体
において、 前記複数の位置決め基板のうち少なくとも1つの位置決
め基板は、一方の面の開口径が他方の面の開口径より小
さいスルーホールを有する第1の基板と第2の基板を有
し、 前記第1の基板と第2の基板は、対応するスルーホール
の位置を合わせて、かつ、開口径が大きい面が対向する
向きに配置されていることを特徴とする探針組立体。 - 【請求項2】請求項1に記載の探針組立体において、前
記第1の基板と第2の基板は、少なくとも2箇所の開口
径の小さい開口部により、前記探針を規制し、位置決め
することを特徴とする探針組立体。 - 【請求項3】請求項1および2のいずれか一項に記載の
探針組立体において、前記第1の基板と第2の基板は、
感光性ガラスを用いることを特徴とする探針組立体。 - 【請求項4】請求項1、2および3のいずれか一項に記
載の探針組立体において、前記第1の基板と第2の基板
は、熱処理により融着し、一体化されたものであること
を特徴とする探針組立体。 - 【請求項5】請求項1、2、3および4のいずれか一項
に記載の探針組立体において、スルーホールの内壁およ
び開口部が、ポリパラキシレン、または、ポリイミドの
いずれかにより被覆されたことを特徴とする探針組立
体。 - 【請求項6】請求項1、2、3、4および5のいずれか
一項に記載の探針組立体において、前記探針は、スプリ
ングプローブであることを特徴とする探針組立体。 - 【請求項7】多数の電極が配置された検査対象の各電極
に接触して、電気信号を授受して検査を行う検査装置に
おいて、 検査対象物を支持する試料支持系と、前記 試料支持系で支持される検査対象物と対向するよう
に配置される探針組立体と、 前記 試料支持系の検査対象の変位駆動を制御する駆動制
御系と、前記探針組立体 と接続されて検査を行うテスタとを有
し、前記探針組組立体は、請求項1、2、3、4、5および
6のいずれか一項に記載の探針組立体であること を特徴
とする検査装置。
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