JPH0794560A - Probe unit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a probe unit allowing highly accurate measurement by a constitution wherein the contact pad on an item to be inspected and a contactor are fitted positively each other even if some irregularities are present on the contact pad to bring about an electrically connected state. CONSTITUTION:The probe unit 10 having a base 13 for mounting a semiconductor wafer 12 is provided with a printed board 42 disposed oppositely thereto, and a flexible probe card 21 having the opposite ends connected electrically with the wiring layer of the printed board 42 and provided, at the intermediate part thereof, with a region 52 for arranging a contactor 53 contacting the electrode pad on the semiconductor wafer 12. The probe card 21 is provided, on the rear side of the contactor arranging region 52, with an expandable/ shrinkable fluid chamber 54 for imparting contact pressure to the contacting part of the contact pad on the semiconductor water 12 and the contactor 53 upon contact thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスのよ
うな被検査体の電気的特性を測定するプローブ装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe device for measuring electrical characteristics of a device under test such as a semiconductor device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】周知の如く、半導体デバイスは、半導体
ウエハ上に精密写真転写技術等を用いて多数形成され、
この後、各半導体デバイス毎にウエハは切断される。こ
のような半導体デバイスの製造工程では、従来からプロ
ーブ装置を用いて、半完成品の半導体デバイスの電気的
な特性の試験判定を、半導体ウエハの状態で行い、この
試験測定の結果良品と判定されたもののみをパッケージ
ング等の後工程に送り、生産性の向上を図ることが行わ
れている。2. Description of the Related Art As is well known, many semiconductor devices are formed on a semiconductor wafer by using a precision photo transfer technique or the like.
After this, the wafer is cut into individual semiconductor devices. In the manufacturing process of such a semiconductor device, conventionally, a probe device is used to perform a test determination of electrical characteristics of a semi-finished semiconductor device in a state of a semiconductor wafer, and the result of this test measurement is determined to be a good product. It is common practice to send only those items to the subsequent process such as packaging to improve productivity.

【０００３】前記プローブ装置は、Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ方向
に移動可能に構成された被検査体載置台としての載置台
を備えており、この載置台上には、被検査体としての半
導体ウエハの電極パッドに対応した多数のプローブ針を
備えたプローブカードが固定される。そして、載置台上
に半導体ウエハを設置し、載置台を駆動して半導体ウエ
ハの電極パッドにプローブ針を接触させ、このプローブ
針を介してテスタにより試験測定を行うよう構成されて
いる。The probe device includes a mounting table as an inspection object mounting table that is movable in the XYZ-θ directions, and a semiconductor as an inspection object is mounted on the mounting table. A probe card having a large number of probe needles corresponding to the electrode pads of the wafer is fixed. Then, the semiconductor wafer is placed on the mounting table, the mounting table is driven to bring the probe needle into contact with the electrode pad of the semiconductor wafer, and the test measurement is performed by the tester via the probe needle.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、半導
体デバイスが益々微細化し、回路の集積度が高くなって
きており、電極パッドのサイズが微細化し、その間隔も
極狭くなってきている。例えば、半導体デバイスの各電
極パッドは、一辺が６０μｍ〜１００μｍ角であり、各
電極パッド列の相互間ピッチ距離は１００μｍ〜２００
μｍである。したがって、前述のように、プローブカー
ドの限られたスペースに、例えば数百本と多数本のプロ
ーブ針を配置することが技術的に困難で、限界に近付き
つつある。However, in recent years, semiconductor devices have become more and more miniaturized and the degree of integration of circuits has become higher, and the size of electrode pads has become finer and the intervals between them have become extremely narrow. For example, each electrode pad of the semiconductor device has a side of 60 μm to 100 μm square, and the pitch distance between the electrode pad rows is 100 μm to 200 μm.
μm. Therefore, as described above, it is technically difficult to arrange, for example, hundreds of probe needles in a limited space of the probe card, and the limit is approaching.

【０００５】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、半導体デバイスの微
細化に伴って電極パッドのサイズが微細化し、その間隔
も高密度化されてきていても、その電極パッドに対応し
てプローブカードに接触子を配置することができ、電極
パッドに対して接触子を確実に位置決めして接触させる
ことができ、半導体デバイスの電気的特性の測定が高精
度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。The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is to reduce the size of the electrode pads in accordance with the miniaturization of the semiconductor device, and to increase the distance between them. However, the contactor can be arranged on the probe card corresponding to the electrode pad, the contactor can be reliably positioned and brought into contact with the electrode pad, and the electrical characteristics of the semiconductor device can be measured. An object of the present invention is to provide a probe device that can perform with high accuracy.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、請求項１は、被検査体を載置する載置台
を有した装置本体と、この装置本体に設けられ前記載置
台に載置された被検査体に対向するプリント基板と、こ
のプリント基板の配線層に両端部が電気的に接続され、
中間部に前記被検査体の電極パッドに接触する接触子を
配置した接触子配置領域を備えた可撓性を有するプロー
ブカードと、このプローブカードの接触子配置領域の裏
面側に設けられると共に流体供給源に接続され、前記被
検査体の接触パッドと接触子とが接触したとき、その接
触部に接触圧を付与するための膨張・収縮自在な流体チ
ャンバと、この流体チャンバの圧力を検出し流体供給量
を制御して流体チャンバの内圧を制御する制御装置とを
具備したことにある。In order to achieve the above object, the present invention provides a device main body having a mounting table on which an object to be inspected is mounted, and the mounting table provided in the device main body. A printed circuit board facing the object to be inspected placed on, and both ends thereof are electrically connected to the wiring layer of the printed circuit board,
A flexible probe card having a contactor placement region in which a contactor that contacts the electrode pad of the device under test is placed in the middle portion, and a fluid is provided on the back side of the contactor placement region of this probe card. A fluid chamber that is connected to a supply source and is inflatable / contractible for applying a contact pressure to the contact portion when the contact pad of the device under test and the contact come into contact with each other, and detects the pressure in the fluid chamber. And a control device for controlling the fluid supply amount to control the internal pressure of the fluid chamber.

【０００７】[0007]

【作用】プローブカードの接触子配置領域の裏面側に流
体チャンバを設け、この流体チャンバの内圧を制御する
ことにより、被検査体の接触パッドと接触子とが接触し
たとき、その接触部に弾性的に接触圧を付与することが
でき、被検査体の接触パッドに多少の凹凸が存在して
も、両者がフィットして接触パッドと接触子とが接触し
て電気的に導通状態となる。By providing a fluid chamber on the back side of the contact arrangement area of the probe card and controlling the internal pressure of this fluid chamber, when the contact pad of the DUT and the contact come into contact with each other, the contact portion is elastically moved. The contact pressure can be applied to each other, and even if the contact pad of the object to be inspected has some irregularities, the two are fitted and the contact pad and the contact are brought into contact with each other to be in an electrically conductive state.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１および図２はプローブカードの取付け構
造を示す縦断正面図、図３はプローブ装置全体の構成
図、図４は載置台の斜視図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are vertical front views showing the mounting structure of a probe card, FIG. 3 is a configuration diagram of the entire probe apparatus, and FIG. 4 is a perspective view of a mounting table.

【０００９】図３において、符号１０はプローブ装置本
体を示し、ほぼ中央にはメインステージ１１が設けられ
ている。このメインステージ１１には、被検査体として
の半導体ウエハ１２の、後述する載置台１３が取り付け
られている。このメインステージ１１は水平面内におい
てＸ方向ならびにＹ方向に載置台１３と共に移動可能に
なっている。この載置台１３の上方には後述するプロー
ブ機構１４が設けられている。図示していないが、装置
本体１０の中央手前側にはアラインメントユニットが設
けられている。このユニットには、アラインメント用の
画像認識装置としてのカメラが設けられている。アライ
ンメントのために、載置台１３はこのカメラの下方にま
で移動される。In FIG. 3, reference numeral 10 indicates a probe apparatus main body, and a main stage 11 is provided at the substantially center thereof. A mounting table 13, which will be described later, for the semiconductor wafer 12 as the inspection object is attached to the main stage 11. The main stage 11 is movable in the horizontal plane together with the mounting table 13 in the X and Y directions. A probe mechanism 14, which will be described later, is provided above the mounting table 13. Although not shown, an alignment unit is provided on the front side of the center of the apparatus body 10. This unit is provided with a camera as an image recognition device for alignment. For alignment, the mounting table 13 is moved below the camera.

【００１０】装置本体１０の右側にはオートローダ１５
が、また左側にはプローブカード交換機１６が夫々設け
られている。オートローダ１５には多数の半導体ウエハ
１２を互いに垂直方向に所定間隔を有して収容したウエ
ハカセット１７がカセット載置台１８上に交換可能に配
置されている。このウエハカセット１７と前記載置台１
３との間には水平面内で移動可能なローダステージ１９
と、図示しないＹ方向駆動機構とＺ方向昇降機構とによ
り駆動可能なウエハハンドリングアーム２０とが設けら
れている。半導体ウエハ１２をプローブ検査するときに
は、ウエハはローダステージ１９により載置台１３近く
に搬送され、ハンドリングアーム２０により載置台１３
上に移される。検査後は、ウエハはハンドリングアーム
２０によりローダステージ１９上に移され、ローダステ
ージ１９によりウエハカセット１７に搬送される。An autoloader 15 is provided on the right side of the apparatus body 10.
However, probe card exchanges 16 are provided on the left side, respectively. In the autoloader 15, a wafer cassette 17 that accommodates a large number of semiconductor wafers 12 at a predetermined interval in the vertical direction is replaceably arranged on a cassette mounting table 18. The wafer cassette 17 and the mounting table 1 described above.
3 is a loader stage 19 movable in a horizontal plane
And a wafer handling arm 20 that can be driven by a Y-direction drive mechanism and a Z-direction lift mechanism (not shown). When the semiconductor wafer 12 is subjected to the probe inspection, the wafer is transported to the vicinity of the mounting table 13 by the loader stage 19 and is then mounted on the mounting table 13 by the handling arm 20.
Moved to the top. After the inspection, the wafer is transferred onto the loader stage 19 by the handling arm 20 and transferred to the wafer cassette 17 by the loader stage 19.

【００１１】プローブカード交換機１６には後述する複
数種類のプローブカード２１がカードホルダ２２に対し
て支持され、垂直方向に所定間隔を有して複数個収容さ
れている。A plurality of types of probe cards 21, which will be described later, are supported by the card holder 22 in the probe card exchanger 16, and a plurality of probe cards 21 are accommodated at predetermined intervals in the vertical direction.

【００１２】前記載置台１３を、図４を参照してさらに
詳しく説明する。この載置台１３は、Ｘ方向に延在され
る２本のレールに沿ってＸ方向に移動可能なＸステージ
３１ａと、このＸステージ３１ａ上をＹ方向に延在され
る２本のレールに沿ってＹ方向に移動可能なＹステージ
３１ｂとを備えている。このＸ，Ｙステージ３１ａ，３
１ｂは、パルスモータなどを含む慣用の駆動機構によっ
て水平面内をＸ方向とＹ方向とに駆動される。Ｙステー
ジ３１ｂ上に搭載されたチャック３２は、慣用の昇降機
構によって上下方向（Ｚ方向）に駆動されると共に、そ
の中心を通りＺ軸に平行な中心線の周りに慣用の回転機
構によって回転されるようになっている。The mounting table 13 will be described in more detail with reference to FIG. The mounting table 13 has an X stage 31a movable in the X direction along two rails extending in the X direction, and two rails extending in the Y direction on the X stage 31a. And a Y stage 31b movable in the Y direction. This X, Y stage 31a, 3
1b is driven in a horizontal plane in the X and Y directions by a conventional drive mechanism including a pulse motor and the like. The chuck 32 mounted on the Y stage 31b is driven in the vertical direction (Z direction) by a conventional lifting mechanism and is rotated by a conventional rotating mechanism around a center line passing through the center thereof and parallel to the Z axis. It has become so.

【００１３】Ｙステージ３１ｂの側面には昇降機構３４
が固定されている。この昇降機構３４には上下方向に昇
降自在な移動カメラ３３が保持されている。この移動カ
メラ３３は、高倍率部３３ａと低倍率部３３ｂとから構
成されている。A lifting mechanism 34 is provided on the side surface of the Y stage 31b.
Is fixed. The elevating mechanism 34 holds a movable camera 33 that can be vertically moved. The moving camera 33 is composed of a high magnification section 33a and a low magnification section 33b.

【００１４】チャック３２の側面には、その径方向に水
平に突出する小片３５が固定されている。この小片３５
は、導電性薄膜、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）薄
膜あるいはクロムを用いて描かれた十字マークの中心に
よって定義されるターゲット３５ａが表面に形成された
短冊状の透明板からなる。これはカメラ３３により検出
する際の基準点として機能する。また、十字状の薄膜の
周辺には、これを覆うように導電性透明薄膜、例えばＩ
ＴＯの薄膜が配設される。導電性透明薄膜は、静電容量
センサによるＺ方向の位置検出を可能とするために配設
されている。On the side surface of the chuck 32, a small piece 35 which is horizontally projected in the radial direction is fixed. This small piece 35
Is a strip-shaped transparent plate on the surface of which is formed a conductive thin film, for example, an ITO (indium tin oxide) thin film or a target 35a defined by the center of a cross mark drawn using chrome. This functions as a reference point for detection by the camera 33. Around the cross-shaped thin film, a conductive transparent thin film such as I
A thin film of TO is provided. The conductive transparent thin film is provided to enable the position detection in the Z direction by the capacitance sensor.

【００１５】ターゲット３５ａが形成された小片３５
は、チャック３２の回転により移動カメラ３３の高倍率
部の光軸上に移動し、かつここから退避できるようにな
っている。また、小片３５はチャック３２に着脱自在に
取付けるように構成することも可能である。A small piece 35 on which the target 35a is formed
Can be moved on the optical axis of the high-magnification portion of the moving camera 33 by the rotation of the chuck 32 and can be retracted from here. Further, the small piece 35 may be configured to be detachably attached to the chuck 32.

【００１６】また、この発明の要部であるプローブ機構
１４は、図１、図２に示すように構成されている。すな
わち、装置本体１０の上部にはメインステージ１１に対
向してエポキシ系のプリント基板４２が固定されてい
る。このプリント基板４２の下面には硬質の合成樹脂材
料または金属材料からなる支持ブロック４９が固定ねじ
または接着剤によってプリント基板４２に対して固定さ
れている。この支持ブロック４９は肉厚の矩形枠状に形
成され、中央部の空間部５０が形成されていると共に、
下面に係合段部５１が形成されている。そして、前記支
持ブロック４９に対して前記プローブカード２１が支持
された状態で、プリンク基板４２に対して着脱可能に取
付けられている。The probe mechanism 14, which is the main part of the present invention, is constructed as shown in FIGS. That is, an epoxy printed board 42 is fixed to the upper part of the apparatus main body 10 so as to face the main stage 11. A support block 49 made of a hard synthetic resin material or a metal material is fixed to the lower surface of the printed board 42 with respect to the printed board 42 by a fixing screw or an adhesive. The support block 49 is formed in a thick rectangular frame shape, and a central space 50 is formed.
An engagement step portion 51 is formed on the lower surface. Then, the probe card 21 is supported by the support block 49, and is detachably attached to the prink board 42.

【００１７】すなわち、プローブカード２１は、可撓性
を有する矩形状の絶縁板状体からなる基板２１ａにフレ
キシブルプリント回路（ＦＰＣ）２１ｂを組み合わせた
ものであり、基板２１ａの長手方向の両端部にはコネク
タ２１ｃが設けられている。このコネクタ２１ｃにはフ
レキシブルプリント回路２１ｂと電気的に接続された複
数のコネクタピン（図示しない）が設けられ、前記プリ
ント基板４２と電気的に接続されるようになっている。That is, the probe card 21 is formed by combining a flexible printed circuit (FPC) 21b with a substrate 21a made of a flexible rectangular insulating plate, and is provided at both ends in the longitudinal direction of the substrate 21a. Is provided with a connector 21c. The connector 21c is provided with a plurality of connector pins (not shown) electrically connected to the flexible printed circuit 21b so as to be electrically connected to the printed board 42.

【００１８】さらに、基板２１ａの長手方向の中間部に
は接触子配置領域５２が設けられ、この接触子配置領域
５２には前記半導体ウエハ１２の１つのチップに対応し
て同サイズで、同チップの電極パッドと同ピッチに配置
された多数の接触子５３が基板２１ａの下面から突出し
た状態に設けられている。Further, a contact placement area 52 is provided in the middle portion of the substrate 21a in the longitudinal direction, and the contact placement area 52 has the same size and the same size as one chip of the semiconductor wafer 12. A large number of contacts 53 arranged at the same pitch as that of the electrode pads are provided so as to project from the lower surface of the substrate 21a.

【００１９】また、前記支持ブロック４９の空間部５０
には流体チャンバ５４が収納されている。この流体チャ
ンバ５４は内部に気体または液体を封入した可撓性を有
する袋体によって形成されている。この流体チャンバ５
４の下面には剛性を有する平板状の接触板５５が設けら
れている。この接触板５５は金属板または硬質合成樹脂
等の剛性を有するベース５６とこの下面に設けられた２
層のエラストマ５７とからなり、この接触板５５が前記
プローブカード２１に形成された接触子配置領域５２の
裏面に接合している。A space portion 50 of the support block 49 is also provided.
A fluid chamber 54 is housed in. The fluid chamber 54 is formed by a flexible bag body in which gas or liquid is enclosed. This fluid chamber 5
On the lower surface of 4, there is provided a rigid flat plate-shaped contact plate 55. The contact plate 55 includes a base 56 having rigidity such as a metal plate or a hard synthetic resin and a base plate 2 provided on the lower surface thereof.
Layered elastomer 57, and this contact plate 55 is bonded to the back surface of the contactor placement region 52 formed on the probe card 21.

【００２０】接触板５５を含む流体チャンバ５４の周囲
には横方向の膨張を規制するためのガイド部材５８が囲
繞して設けられ、この下端部には接触板５５の周縁部と
当接して流体チャンバ５４の下降ストロークを規制する
ストッパ５８ａが一体に設けられている。そして、流体
チャンバ５４に所定量以上の流体が供給されて加圧され
たとき、膨張してその上面がプリント基板４２の下面
に、下面が接触板５５を介してプローブカード２１の裏
面に圧接するようになっており、流体が排出された内部
が減圧されると、収縮して接触板５５がプローブカード
２１の裏面と離間するようになっている。A guide member 58 for restricting lateral expansion is provided around the fluid chamber 54 including the contact plate 55, and the lower end portion of the guide member 58 is in contact with the peripheral portion of the contact plate 55 so as to contact the fluid. A stopper 58a for restricting the descending stroke of the chamber 54 is integrally provided. When a predetermined amount or more of fluid is supplied to the fluid chamber 54 and is pressurized, the fluid chamber 54 expands and its upper surface comes into pressure contact with the lower surface of the printed circuit board 42, and its lower surface comes into pressure contact with the back surface of the probe card 21 via the contact plate 55. When the inside of the discharged fluid is decompressed, the contact plate 55 contracts to separate from the back surface of the probe card 21.

【００２１】さらに、流体チャンバ５４には圧力センサ
５９が設けられていると共に、流体供給源（図示しな
い）と接続する流体流入口６０および流体流出口６１が
設けられている。この流体流入口６０および流体流出口
６１にはそれぞれ電磁バルブ６０ａ，６１ａが設けられ
ている。そして、この電磁バルブ６０ａ，６１ａは圧力
センサ５９の圧力検出信号に基づいて制御装置６２によ
り開閉制御され、流体チャンバ５７の圧力がコントロー
ルされるようになっている。Further, the fluid chamber 54 is provided with a pressure sensor 59 and a fluid inlet 60 and a fluid outlet 61 which are connected to a fluid supply source (not shown). Electromagnetic valves 60a and 61a are provided on the fluid inlet 60 and the fluid outlet 61, respectively. The electromagnetic valves 60a and 61a are controlled to open and close by the control device 62 based on the pressure detection signal of the pressure sensor 59, and the pressure of the fluid chamber 57 is controlled.

【００２２】例えば、前記制御装置６２には圧力センサ
５９の圧力検出信号を受信するＣＰＵ６３およびこのＣ
ＰＵ６３からの出力信号によって電磁バルブ６０ａ，６
１ａの開閉および開度調整する流量コントローラ６４，
６５が設けられている。For example, the control device 62 includes a CPU 63 which receives a pressure detection signal from a pressure sensor 59 and the C
According to the output signal from the PU 63, the solenoid valves 60a, 6
A flow controller 64 for opening / closing and opening of 1a,
65 is provided.

【００２３】このように構成されたプローブカード２１
は、基板２１ａの両端部のコネクタ２１ｃを前記支持ブ
ロック４９の下面の係合段部５１に嵌合し、支持ブロッ
ク４９に対して固定ねじまたは真空吸着等によって位置
決め固定される。同時に、基板２１ａの長手方向の両端
部のコネクタはプリント基板４２とプローブカード２１
とが電気的に接続される。The probe card 21 configured as described above
The connectors 21c at both ends of the board 21a are fitted to the engaging stepped portions 51 on the lower surface of the support block 49, and are positioned and fixed to the support block 49 by fixing screws or vacuum suction. At the same time, connectors on both ends of the board 21a in the longitudinal direction are connected to the printed board 42 and the probe card 21.
And are electrically connected.

【００２４】したがって、プリント基板４２に対してプ
ローブカード２１が電気的および機械的に接続状態とな
る。なお、図３において、６６はプリント基板４２の上
部に設けられたコンタクトリングであり、上下に突出す
る導電性ピン６７が配置され、プリント基板４２と電気
的に接続されており、このコンタクトリング６６にはテ
ストヘッド６８が載置されている。このテストヘッド６
８はテスタ６９に接続されている。そして、テスタ６９
は所定の電源電圧や検査パルス信号を半導体ウエハ１２
のチップに印加し、チップ側からの出力信号を取り込ん
でチップの良否を判定するようになっている。Therefore, the probe card 21 is electrically and mechanically connected to the printed circuit board 42. In FIG. 3, reference numeral 66 denotes a contact ring provided on the upper portion of the printed board 42, in which conductive pins 67 projecting vertically are arranged and electrically connected to the printed board 42. A test head 68 is mounted on. This test head 6
8 is connected to the tester 69. And tester 69
The semiconductor wafer 12 with a predetermined power supply voltage and inspection pulse signal.
Is applied to the chip and the output signal from the chip side is taken in to judge the quality of the chip.

【００２５】次に、前述のように構成されたプローブ装
置の作用について説明する。まず、ウエハカセット１７
の内部の半導体ウエハ１２をハンドリングアーム２０に
よって把持してメインステージ１１の載置台１３に受け
渡す。載置台１３にはチャック３２が設けられ、半導体
ウエハ１２をチャッキングした後、公知の手段によって
チャック３２をＸ、Ｙ、θ方向の位置調整し、プローブ
カード２１と半導体ウエハ１２との平面方向の位置合わ
せを行う。Next, the operation of the probe device constructed as described above will be described. First, the wafer cassette 17
The semiconductor wafer 12 inside is held by the handling arm 20 and transferred to the mounting table 13 of the main stage 11. A chuck 32 is provided on the mounting table 13, and after chucking the semiconductor wafer 12, the chuck 32 is positionally adjusted in the X, Y, and θ directions by a known means so that the probe card 21 and the semiconductor wafer 12 can be aligned in the plane direction. Align.

【００２６】この場合、１枚の半導体ウエハ１２には例
えば６４個の半導体チップが形成されており、プローブ
カード２１には１個の半導体チップに対応する接触子配
置領域５２が設けられているため、チャック３２をＸ、
Ｙ、θ方向の位置調整し、プローブカード２１の接触子
配置領域５２と半導体ウエハ１２の半導体チップとを位
置決めする。In this case, for example, 64 semiconductor chips are formed on one semiconductor wafer 12, and the probe card 21 is provided with the contact arranging region 52 corresponding to one semiconductor chip. , Chuck 32 X,
Position adjustment in the Y and θ directions is performed to position the contactor placement region 52 of the probe card 21 and the semiconductor chip of the semiconductor wafer 12.

【００２７】一方、プローブカード２１の裏面側に設け
られた流体チャンバ５４が減圧状態にあっては、図２
（ａ）に示すように、流体チャンバ５４が収縮して接触
板５５がプローブカード２１の裏面から離間した状態に
あるが、流体チャンバ５４に所定量の流体が供給される
と、図２（ｂ）に示すように、膨張してプローブカード
２１を接触板５５を介して裏面側から弾性的に押圧し、
プローブカード２１の接触子配置領域５２が下方へ突出
した状態となる。On the other hand, when the fluid chamber 54 provided on the back surface side of the probe card 21 is in a depressurized state, FIG.
As shown in FIG. 2A, the fluid chamber 54 is contracted so that the contact plate 55 is separated from the back surface of the probe card 21, but when a predetermined amount of fluid is supplied to the fluid chamber 54, FIG. ), The probe card 21 is expanded and elastically pressed from the back surface side via the contact plate 55,
The contactor placement area 52 of the probe card 21 is in a state of protruding downward.

【００２８】次に、載置台１３をＺ方向、つまり上昇さ
せると、半導体ウエハ１２の半導体チップに形成された
電極パッドがプローブカード２１の接触子配置領域５２
に設けられた接触子５３に接触する。すなわち、載置台
１３の上昇によって半導体ウエハ１２の電極パッドがプ
ローブカード２１の接触子５３と弾性的に圧接状態とな
り、半導体ウエハ１２の各電極パッドは接触子５３を介
してプローブカード２１に電気的に接続される。Next, when the mounting table 13 is moved in the Z direction, that is, when it is raised, the electrode pads formed on the semiconductor chip of the semiconductor wafer 12 are contacted with each other by the contactor placement region 52 of the probe card 21.
It contacts the contactor 53 provided on the. That is, the electrode pad of the semiconductor wafer 12 is elastically brought into pressure contact with the contactor 53 of the probe card 21 due to the rise of the mounting table 13, and each electrode pad of the semiconductor wafer 12 is electrically connected to the probe card 21 via the contactor 53. Connected to.

【００２９】したがって、半導体ウエハ１２はプローブ
カード２１からテストヘッド６８を介してテスタ６９に
電気的に導通状態となり、テストヘッド６８は所定の電
圧や検査信号を半導体ウエハ１２の半導体チップに与
え、半導体チップ側からの出力信号を取り込んでチップ
の良否を判定する。Therefore, the semiconductor wafer 12 is electrically connected to the tester 69 from the probe card 21 via the test head 68, and the test head 68 applies a predetermined voltage or inspection signal to the semiconductor chip of the semiconductor wafer 12, The output signal from the chip side is taken in and the quality of the chip is judged.

【００３０】このようにプローブカード２１の接触子配
置領域５２の裏面側を接触板５５を介して流体チャンバ
５４によって押圧することにより、接触子配置領域５２
と半導体ウエハ１２との平行度を保つことができる。さ
らに、プローブカード２１が可撓性を有し、その接触子
配置領域５２の裏面側から流体チャンバ５４によって接
触子配置領域５２にバックアップを付与することによ
り、半導体ウエハ１２の接触パッドと接触子５３とが接
触したとき、その接触部に弾性的に接触圧を付与するこ
とができる。この結果、半導体ウエハ１２の接触パッド
に多少の凹凸が存在しても、両者がフィットして接触パ
ッドと接触子５３とが確実に接触して電気的に導通状態
となるため、精度の高い測定を行うことができる。In this way, by pressing the back surface side of the contactor placement area 52 of the probe card 21 by the fluid chamber 54 via the contact plate 55, the contactor placement area 52 is formed.
The parallelism between the semiconductor wafer 12 and the semiconductor wafer 12 can be maintained. Furthermore, the probe card 21 is flexible, and the fluid chamber 54 provides a backup to the contactor placement area 52 from the rear surface side of the contactor placement area 52, whereby the contact pad of the semiconductor wafer 12 and the contactor 53 are provided. When and are in contact with each other, a contact pressure can be elastically applied to the contact portion. As a result, even if the contact pad of the semiconductor wafer 12 has some irregularities, both fit and the contact pad and the contactor 53 are surely brought into contact with each other to be in an electrically conductive state. Therefore, highly accurate measurement is possible. It can be performed.

【００３１】また、流体チャンバ５４の内部圧力は圧力
センサ５９によって常時検出され、ＣＰＵ６３に検出信
号を送信している。したがって、内部圧力が低下した場
合、ＣＰＵ６３から流量コントローラ６４に開弁指令信
号を出力し、流量コントローラ６４によって電磁バルブ
６０ａを開弁制御することにより、流体チャンバ５４に
流体を供給して内部圧力を上昇させることができる。The internal pressure of the fluid chamber 54 is constantly detected by the pressure sensor 59, and a detection signal is transmitted to the CPU 63. Therefore, when the internal pressure decreases, the CPU 63 outputs a valve opening command signal to the flow rate controller 64, and the flow rate controller 64 controls the valve opening of the electromagnetic valve 60a to supply the fluid to the fluid chamber 54 to increase the internal pressure. Can be raised.

【００３２】また、周囲温度の上昇等の何等かの影響に
よって流体チャンバ５４の内部圧力が上昇した場合、圧
力センサ５９がこれを検出し、ＣＰＵ６３に検出信号を
送信することにより、ＣＰＵ６３から流量コントローラ
６５に開弁指令信号を出力し、流量コントローラ６５に
よって電磁バルブ６１ａを開弁制御することにより、流
体チャンバ５４の流体を排出して内部圧力を低下させる
ことができる。When the internal pressure of the fluid chamber 54 rises due to some influence such as the rise of ambient temperature, the pressure sensor 59 detects this and sends a detection signal to the CPU 63, so that the CPU 63 causes the flow controller to flow. By outputting a valve opening command signal to 65 and controlling the opening of the electromagnetic valve 61a by the flow rate controller 65, the fluid in the fluid chamber 54 can be discharged and the internal pressure can be lowered.

【００３３】さらに、接触板５５を含む流体チャンバ５
４はガイド部材５８によって囲繞され、その下端部にス
トッパ５８ａが設けられているため、接触板５５がスト
ッパ５８ａに当接した時点で電磁バルブ６０ａ，６１ａ
を閉弁することにより、流体チャンバ５４の内圧を一定
に保つことができ、またストッパ５８ａによって流体チ
ャンバ５４の下降ストロークを規制することができるた
め、プローブカード２１を過剰に押圧して破損させるこ
とを未然に防止できる。Further, the fluid chamber 5 including the contact plate 55.
4 is surrounded by a guide member 58, and a stopper 58a is provided at the lower end thereof, so that the electromagnetic valves 60a and 61a are provided when the contact plate 55 contacts the stopper 58a.
By closing the valve, the internal pressure of the fluid chamber 54 can be kept constant, and the downward stroke of the fluid chamber 54 can be regulated by the stopper 58a, so that the probe card 21 is excessively pressed and damaged. Can be prevented.

【００３４】なお、前記一実施例においては、プローブ
カード２１に、半導体ウエハ１２に設けられた例えば６
４個の半導体チップのうち、１個の半導体チップに対応
する１個の測定チップを接触子配置領域５２に設け、チ
ャック３２をＸ、Ｙ、θ方向の位置調整し、プローブカ
ード２１の測定チップと半導体ウエハ１２の半導体チッ
プとを位置決めするようにしたが、プローブカード２１
に１枚の半導体ウエハ１２に形成された例えば６４個の
半導体チップに対応する６４個の測定チップを接触子配
置領域５２に設け、６４個の半導体チップを同時に、ま
たは１個もしくは複数個ずつ逐次測定するようにしても
よい。In the above embodiment, the probe card 21 is provided on the semiconductor wafer 12, for example, 6
Of the four semiconductor chips, one measurement chip corresponding to one semiconductor chip is provided in the contactor arrangement region 52, the chuck 32 is positionally adjusted in the X, Y, and θ directions, and the measurement chip of the probe card 21 is measured. The probe card 21 and the semiconductor chip of the semiconductor wafer 12 are positioned.
64 measuring chips corresponding to, for example, 64 semiconductor chips formed on one semiconductor wafer 12 are provided in the contact placement region 52, and 64 semiconductor chips are simultaneously or sequentially one or more. You may make it measure.

【００３５】このようにプローブカード２１に測定チッ
プを設けるには、図５（ａ）に示すように、半導体チッ
プと同一サイズの測定チップパターン７０を設け、この
測定チップパターン７０の四辺に半導体ウエハ１２の電
極パッドに対応してバンプ７１を設け、これらバンプ７
１に電力線や信号線としての配線７２を接続する必要が
ある。ところで、プローブカード２１に複数の測定チッ
プを設ける、マルチ測定プローブカードとして例えば、
４マルチの場合には図５（ｂ）に示すパターンとなり、
８マルチの場合には図５（ｃ）に示すパターンとなる。In order to provide the measurement chip on the probe card 21 as described above, as shown in FIG. 5A, the measurement chip pattern 70 having the same size as the semiconductor chip is provided, and the semiconductor wafer is provided on the four sides of the measurement chip pattern 70. The bumps 71 are provided corresponding to the 12 electrode pads, and the bumps 7
It is necessary to connect the wiring 72 as a power line or a signal line to 1. By the way, as a multi-measurement probe card in which a plurality of measurement chips are provided on the probe card 21, for example,
In the case of 4-multi, the pattern shown in FIG.
In the case of 8 multi, the pattern is as shown in FIG.

【００３６】したがって、４マルチの場合も、８マルチ
の場合も、パターンの外周縁部に位置するバンプ７１か
ら配線７２を放射状に引き出すことはスペース的に問題
とならないが、４マルチの場合は、測定チップパターン
７１相互が隣り合う隣接ライン７３の部分はバンプ７
１，７１間に１本の配線７２を必要とし、８マルチの場
合は、測定チップパターン７１相互が隣り合う隣接ライ
ン７３の部分はバンプ７１，７１間に３本の配線７２を
必要となる。Therefore, in both the case of 4 multi and the case of 8 multi, it is not a space problem to draw out the wirings 72 radially from the bumps 71 located on the outer peripheral edge of the pattern, but in the case of 4 multi, The portion of the adjacent line 73 where the measurement chip patterns 71 are adjacent to each other is the bump 7.
One wiring 72 is required between 1 and 71, and in the case of 8 multi, the adjacent line 73 where the measurement chip patterns 71 are adjacent to each other requires three wiring 72 between the bumps 71 and 71.

【００３７】しかし、半導体ウエハ１２の半導体チップ
の高密度化に伴って電極パッドが密集しており、それに
伴って測定チップパターン７０のバンプ７１相互間の間
隙も極狭くなってきている。高密度の測定チップパター
ン７０においては、図５（ｄ）で示すように、バンプ７
１の一辺の長さＬは、例えば１００μｍ前後の正方形で
あり、バンプ７１相互間の間隙Ｇは５０〜７０μｍ前後
である。一方、配線７２はパターンで形成されるが、そ
の幅Ｗは１６μｍ前後の極細いものであるが、それでも
バンプ７１相互間の５０〜７０μｍの間隙Ｇに通すには
２本が限度であり、３本は不可能である。しかも、配線
７２には電力線と信号線があり、電力線は電流量が大き
くなると、太く（断面積を大きく）する必要があり、ま
た、信号線は細くてもよいが、信号線の両側にはそれよ
り太いグランドラインを通すことが望まれるなどの種々
の問題があり、マルチパターンの設計、製造に限度があ
った。However, as the density of semiconductor chips on the semiconductor wafer 12 increases, the electrode pads become denser, and the gaps between the bumps 71 of the measurement chip pattern 70 also become extremely narrow accordingly. In the high-density measurement chip pattern 70, as shown in FIG.
The length L of one side is, for example, a square of about 100 μm, and the gap G between the bumps 71 is about 50 to 70 μm. On the other hand, the wiring 72 is formed in a pattern, and its width W is extremely thin, about 16 μm. However, even if it is passed through the gap G of 50 to 70 μm between the bumps 71, there is a limit of two wires and three wires. Is impossible. Moreover, the wiring 72 has a power line and a signal line, and the power line needs to be thicker (larger in cross-sectional area) when the amount of current increases, and the signal line may be thin, but on both sides of the signal line. There are various problems such as the desire to pass a thicker ground line, and there is a limit to the design and manufacturing of the multi-pattern.

【００３８】そこで、この発明においては、図５（ｅ）
に示すようにプローブカード２１に複数の測定チップパ
ターン７３を千鳥状に連続的に配置したことにある。こ
のように測定チップパターン７３を千鳥状に連続的に配
置することによって、図５（ｂ）（ｃ）に示すような隣
接ライン７３が存在しない。しかも、測定チップパター
ン７３相互間には測定チップパターン７３と同一サイズ
の配線スペース７４が形成される。したがって、各測定
チップパターン７３の外周縁部に設けられたバンプ７１
から配線７２を放射状に引き出すことができ、バンプ７
１相互間の狭い間隙に配線７２を通す必要がなく、配線
が容易となる。この結果、電力線は、太く（断面積を大
きく）して電流量を大きくすることができ、また、信号
線の両側にそれより太いグランドラインを通すことがで
きることになる。したがって、マルチパターンのプロー
ブカードの設計、製造が容易化を図ることができ、コス
トダウンを図ることができる。Therefore, in the present invention, FIG.
As shown in FIG. 5, a plurality of measurement chip patterns 73 are arranged in a staggered pattern continuously on the probe card 21. By arranging the measurement chip patterns 73 continuously in a zigzag manner in this manner, there is no adjacent line 73 as shown in FIGS. 5B and 5C. Moreover, a wiring space 74 having the same size as the measurement chip pattern 73 is formed between the measurement chip patterns 73. Therefore, the bumps 71 provided on the outer peripheral edge of each measurement chip pattern 73
The wiring 72 can be pulled out radially from the bump 7
Since it is not necessary to pass the wiring 72 through a narrow gap between the wirings 1, the wiring becomes easy. As a result, the power line can be made thicker (larger in cross-sectional area) to increase the amount of current, and the ground line thicker than that can be passed on both sides of the signal line. Therefore, the design and manufacture of the multi-pattern probe card can be facilitated, and the cost can be reduced.

【００３９】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、可撓性を有するプローブカードに接触子を設けるこ
とにより、半導体デバイスの微細化に伴って電極パッド
のサイズが微細化し、その間隔も高密度化されてきてい
ても、その電極パッドに対応してプローブカードに接触
子を配置することができる。As described above, according to the present invention, by providing a contact on a flexible probe card, the size of the electrode pad is reduced with the miniaturization of the semiconductor device, and the distance between the electrodes is reduced. Even if the density has been increased, the contactor can be arranged on the probe card corresponding to the electrode pad.

【００４０】さらに、可撓性を有するプローブカードの
裏面側から流体チャンバによって接触子配置領域にバッ
クアップを付与することにより、被検査体の接触パッド
と接触子とが接触したとき、その接触部に弾性的に接触
圧を付与することができる。この結果、被検査体の接触
パッドに多少の凹凸が存在しても、両者がフィットして
接触パッドと接触子とが確実に接触して電気的に導通状
態となるため、精度の高い測定を行うことができるとい
う効果を奏する。Further, by providing a backup to the contact arranging region by the fluid chamber from the back side of the flexible probe card, when the contact pad of the DUT and the contact come into contact with each other, the contact portion is The contact pressure can be elastically applied. As a result, even if there is some unevenness on the contact pad of the object to be inspected, both fit and the contact pad and the contact are surely brought into contact with each other to establish an electrically conductive state. There is an effect that it can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の第１の実施例を示すプローブ装置の
要部の縦断正面図。FIG. 1 is a vertical cross-sectional front view of a main part of a probe device showing a first embodiment of the present invention.

【図２】同実施例のプローブ装置の作用説明図。FIG. 2 is an operation explanatory view of the probe device of the embodiment.

【図３】同実施例のプローブ装置の全体の概略的構成
図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an entire probe device of the same embodiment.

【図４】同実施例の載置台の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of the mounting table according to the embodiment.

【図５】この発明の変形例を示す測定チップパターンの
説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a measurement chip pattern showing a modified example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…装置本体、１２…半導体ウエハ（被検査体）、１
３…載置台、２１…プローブカード、４４…プリント基
板、５２…接触子配置領域、５３…接触子、５４…流体
チャンバ、６２…制御装置。10 ... Device main body, 12 ... Semiconductor wafer (inspection object), 1
3 ... Mounting stand, 21 ... Probe card, 44 ... Printed circuit board, 52 ... Contact arrangement area, 53 ... Contact, 54 ... Fluid chamber, 62 ... Control device.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被検査体を載置する載置台を有した装置
本体と、 この装置本体に設けられ前記載置台に載置された被検査
体に対向するプリント基板と、 このプリント基板の配線層に両端部が電気的に接続さ
れ、中間部に前記被検査体の電極パッドに接触する接触
子を配置した接触子配置領域を備えた可撓性を有するプ
ローブカードと、 このプローブカードの接触子配置領域の裏面側に設けら
れると共に流体供給源に接続され、前記被検査体の接触
パッドと接触子とが接触したとき、その接触部に接触圧
を付与するための膨張・収縮自在な流体チャンバと、 この流体チャンバの圧力を検出し流体供給量を制御して
流体チャンバの内圧を制御する制御装置と、 を具備したことを特徴とするプローブ装置。1. An apparatus main body having a mounting table for mounting an inspection object, a printed circuit board provided on the apparatus main body and facing the inspection object mounted on the mounting table, and wiring of the printed circuit board. A flexible probe card having both ends electrically connected to the layer and a contact placement region in the middle of which a contact that contacts the electrode pad of the device under test is placed, and the contact of this probe card A fluid that is provided on the back side of the child placement area and is connected to a fluid supply source, and that, when the contact pad of the device under test and the contactor come into contact with each other, exerts a contact pressure on the contact part A probe device comprising: a chamber; and a control device that detects the pressure of the fluid chamber and controls the fluid supply amount to control the internal pressure of the fluid chamber. 【請求項２】 流体チャンバは、上下方向に膨張・収縮
可能にガイド部材によって案内され、このガイド部材に
は流体チャンバの下降ストロークを規制するストッパが
設けられていることを特徴とする請求項１記載のプロー
ブ装置。2. The fluid chamber is guided by a guide member so as to be capable of expanding and contracting in the vertical direction, and the guide member is provided with a stopper for restricting a downward stroke of the fluid chamber. The described probe device. 【請求項３】 流体チャンバは、その下面に剛性を有す
る接触板を有しており、この接触板を介してプローブカ
ードの接触子配置領域の裏面側を押圧していることを特
徴とする請求項１または２記載のプローブ装置。3. The fluid chamber has a rigid contact plate on the lower surface thereof, and presses the back surface side of the contactor placement region of the probe card through the contact plate. Item 3. The probe device according to Item 1 or 2.