TWI403724B - Inspection contact structure - Google Patents

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TWI403724B TW98120527A TW98120527A TWI403724B TW I403724 B TWI403724 B TW I403724B TW 98120527 A TW98120527 A TW 98120527A TW 98120527 A TW98120527 A TW 98120527A TW I403724 B TWI403724 B TW I403724B
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Description

檢查用接觸構造體
本發明係關於一種設置於電路基板下方面並用以檢查被檢查體之電氣特性的檢查用接觸構造體。
檢查形成於半導體晶圓(以下簡稱「晶圓」)上之IC、LSI等元件(以下簡稱「元件」)的電氣特性時，係使用一具有電路基板及作為接觸件之探針的探針卡，例如使設置於電路基板之下方面的探針接觸至晶圓上之元件所設置的電極處，藉以實施該檢查。
但有時該元件之電極係設置於不同的高度。因此，探針需要具有能吸收該等高度差異、如彈性般的機械特性。同時，探針亦需要有能抑制電壓損失之優異的電氣特性。
因此，習知技術中係提出一種使用電氣特性優異的材料來作為探針之材料，並同時係於探針上方之元件電極的對向位置處設置一彈性體，藉此對探針附加一彈性的方案(專利文獻1)。
專利文獻1：日本專利特開第2001-33486號公報
但是，前述之探針卡並未實施(含探針在內)嚴格的阻抗匹配(impedance matching)。因此，於檢查時可發現傳送至探針的電氣訊號，係因阻抗不匹配而引起如訊號波形之紊亂、訊號延遲等訊號波形之劣化，使得檢查之精度降低。
有鑑於前述問題，本發明之目的係以高精度且穩定地進行該被檢查體電氣特性之檢查。
用以達成前述目的之本發明係一種檢查用接觸構造體，其係設置於電路基板之下方面且用以檢查被檢查體之電氣特性，其中：其係具有一已接地的接地導體部、一接觸該被檢查體的彈性接觸部、以及一使該電路基板與該彈性接觸部電氣連接的導電線；該彈性接觸部係設置於該接地導體部之下方面；該彈性接觸部係具備：一接觸被檢查體的接觸件、一使該接觸件與該導電線電氣連接的配線層、一設置於該配線層與該接地導體部之間的絕緣層、以及一隔著該接觸件而設置於被檢查體之對向位置處的彈性體；且該配線層係與該接地導體部呈平行設置。
依本發明，該檢查用接觸構造體之配線層係與該接地導體部平行設置而形成一微帶線路。藉此，可藉由改變配線層之寬度、配線層與接地導體部之距離(亦即設置於配線層與接地導體部之間的絕緣層之厚度)，來調整配線層之特性阻抗。因此，該檢查用接觸構造體係可進行含該彈性接觸部在內之阻抗匹配，故可高精度且穩定地進行該被檢查體電氣特性的檢查。又，係藉由設置於該接觸件對應位置處的彈性體來對該彈性接觸部附加一彈性，故當其接觸至被檢查體時亦具備有所需之彈性。
根據本發明係可高精度且穩定地進行被檢查體電氣特性的檢查。
以下，說明有關本發明之實施形態。第1圖係具有本實施形態之檢查用接觸構造體的探針裝置之側視圖。
探針裝置1中係設置一探針卡2、以及一裝載有作為被檢查體之晶圓W的載置台3。探針卡2之整體係形成例如圓盤狀之態樣，並具有一用以將檢查用電氣訊號傳送至晶圓W的電路基板10、以及一位於電路基板10下面側且與該電路基板10平行設置的檢查用接觸構造體11。檢查用接觸構造體11係具有一藉由配線(圖中未顯示)而接地的接地導體部12、以及一彈性接觸部13。彈性接觸部13係設置於接地導體部12之下方面處。
載置台3係可於左右及上下方向自由移動的構造，故可使得裝載於其上的晶圓W進行三維移動，讓探針卡2之彈性接觸部13適宜地接觸至晶圓W之所期望的位置處(意即元件之電極P)。
電路基板10係形成例如圓盤狀之態樣。電路基板10係搭載了用以將來自測試器(圖中未顯示)的檢查用訊號於彈性接觸部13之間傳送的電子電路(圖中未顯示)。電路基板10下方面係設置一如同第2圖顯示之連接端子10a。
接地導體部12係形成例如方形盤狀之態樣。接地導體部12係例如金屬性之基板。接地導體部12係形成有於上下方向貫穿接地導體部12本體12a的貫通孔12b。貫通孔12b中係設有用以使電路基板10與彈性接觸部13形成電氣連接的導電線14。另外，接地導體部12係可使用導電性陶瓷基板或導電性玻璃基板等。
導電線14係設置於貫通孔12b中，且如第3圖所示般係與本體12a形成同軸狀。因此，藉由改變導電線14表面與本體12a內周部表面的距離d(意即改變貫通孔12b之孔徑)係可調整貫穿本體12a的導電線14之特性阻抗(characteristic impedance)。
導電線14係突出於接地導體部12本體12a的上下表面。於接地導體部12上面側，導電線14係與連接端子10a形成電氣連接。於接地導體部12下面側，導電線14則與後述之彈性接觸部13之配線層16形成電氣連接。
貫通孔12b之內緣周面處係設有一圓筒狀之絕緣層21。圓筒狀之絕緣層21係朝本體12a之上下方向延伸，而於接地導體部12下面側則抵接至絕緣層15。藉此，絕緣層21係使導電線14與接地導體部12形成絕緣。另外，於第2至5圖中，相較於導電線14表面與本體12a內周部表面之間的距離d，雖然絕緣層21之厚度係較薄，但該厚度係可依狀況而自由設定，並未限定於圖中所例示者。
彈性接觸部13係具有絕緣層15、配線層16、接觸件17以及彈性體18。絕緣層15係平行設置於接地導體部12下方面的薄板狀絕緣體。絕緣層15係可使用例如聚醯亞胺(polyimide)等。絕緣層15下方面處則設置一與絕緣層15平行(意即與接地導體部12平行)之薄板狀導體的配線層16。配線層16係延伸至貫通孔12b之正下方。配線層16與導電線14之間係藉由導體20來形成電氣連接。導體20係可使用例如導電性接著劑或焊錫。
於與配線層16下方面之元件之電極P相對應之位置處係設有一用以接觸電極P的接觸件17。接觸件17係經由配線層16而與導電線14形成電氣連接。接觸件17係由較元件之電極P更硬之例如鎳或鈷等具有優異機械特性的導電性金屬所形成的。接地導體部12下方面隔著接觸件17而位於電極P之對向位置處係形成有一凹陷部19。凹陷部19係設置有彈性體18。當接觸件17與電極P接觸時係藉由該彈性體18來對接觸件17附加其所需要之彈性。於本實施例中，彈性體之材質係為例如矽膠(silicone rubber)。
接地導體部12與彈性接觸部13之配線層16係呈水平設置且夾入一絕緣層15，以形成一微帶線路。因此，係可藉由改變配線層16之寬度、配線層16與接地導體部12之間的距離(意即絕緣層15之厚度)來調整配線層16之特性阻抗。藉此，係可進行彈性接觸部13之阻抗匹配。應用本發明，係可進行自電路基板10至彈性接觸部13為止之探針卡整體之阻抗匹配。
使用如前述構成之探針卡2來檢查晶圓W上元件之電氣特性時，係移動裝載有晶圓W的載置台3以使得彈性接觸部13接近晶圓W並接觸至元件上之電極P。然後，來自測試器的電氣訊號係經由電路基板10、彈性接觸部13而於元件施加一檢查用電氣訊號，藉以檢查元件之電氣特性。
根據前述實施形態，檢查用接觸構造體11之配線層16係與接地導體部12呈平行地設置，以形成一微帶線路。藉此，係可藉由改變配線層16之寬度、配線層16與接地導體部12之間的距離(意即絕緣層15之厚度)來調整彈性接觸部13之特性阻抗。因此，檢查用接觸構造體11係可以進行含彈性接觸部13在內之阻抗匹配，故不會引起如訊號波形之紊亂、或訊號延遲等訊號波形之劣化，而可穩定地進行檢查。又，彈性接觸部13之接觸件17係藉由接地導體部12之彈性體18(設置於與接觸件17對應之位置)而被附加一彈性，故其亦具有和電極P接觸時所需要之彈性。
又，根據前述實施例，導電線14係呈同軸狀地設置於接地導體部12之貫通孔12b內，並與本體12a保持一空隙d。因此，藉由調整空隙d之間隔(意即貫通孔12b之孔徑)亦可調整導電線14的特性阻抗。應用時，係可進行自電路基板10至彈性接觸部13為止之探針卡整體之阻抗匹配。
前述之實施例中，雖然彈性接觸部13僅設置於接地導體部12下方面處，但亦可如第4圖所示，於接地導體部12上方面亦設置一與彈性接觸部13具有相同結構的彈性接觸部40。彈性接觸部40係具有絕緣層41、配線層42、接觸件43、以及彈性體44。絕緣層41係平行設置於接地導體部12上方面的薄板狀絕緣體。
於絕緣層41上方面係設有一平行於絕緣層41(意即與接地導體部12平行)之薄板狀導體的配線層42。於配線層42上對應電路基板10連接端子10a之位置處係設有一用以接觸連接端子10a的接觸件43。接觸件43係透過配線層42而與導電線14形成電氣連接。於接地導體部12上方面隔著接觸件43而位於連接端子108對向位置處係形成有一凹陷部45。凹陷部45係設置有一彈性體44。藉由該彈性體44來對接觸件43附加一當其接觸連接端子10a時所需要的彈性。另外，接觸件43及彈性體44之材質係可使用和該彈性接觸部13相同之材質。
應用時，彈性接觸部40與彈性接觸部12同樣係形成有微帶線路，故可調整配線層42之特性阻抗。因此，可於導電層14未與本體12a形成同軸構造之部份，換句話說，於無法調整導電線14特性阻抗之部份，係可置換為一可調整其特性阻抗的彈性接觸部40。因此，係可更嚴格地進行檢查用接觸構造體11之阻抗匹配。
另外，於第4圖中，位於接地導體部12上方面的彈性接觸部45之接觸件42雖然係被設置於與接地導體部12下方面的接觸件17對向之位置處，但接觸件42係配合電路基板10連接端子10a之位置而設置的，非限定於本圖中之設置形態。
前述實施例中，雖然接地導體部12係為一金屬性基板，但其亦可為一於例如玻璃基板或陶瓷基板等絕緣體表面貼合薄板狀之導體而形成者。又，接地導體部12亦可作為檢查用接觸構造體11之接地用途。應用時，如第5圖所示，設置於接地導體部12下方面的接地用彈性接觸部50係與該接地導體部12形成電氣連接。
彈性接觸部50係具有絕緣層15、配線層51、接觸件52、以及彈性體53。本實施例中，雖然彈性接觸部13與彈性接觸部50共用一絕緣層15，但亦可分別於各彈性接觸部處設置一絕緣層。另外，有關彈性接觸部50之構成，係與前述彈性接觸部13相同，故省略說明。然後，彈性接觸部50和接地導體部12係經由貫穿該絕緣層15上下方向所形成之連接口54，而與導體20形成電氣連接。藉此，係可縮短彈性接觸部50之接地用配線的長度，且可將接地導體部12用作各彈性接觸部50之框架接地(frame ground)。因此，可減少接地之共通阻抗以降低檢查訊號之雜訊。
前述之實施例中，雖然絕緣層15係為一絕緣體，但其亦可為一介電體。應用時，於僅藉由配線層16之寬度、配線層16與接地導體部12之間的距離仍無法獲得一特定之特性阻抗時，亦可藉由選擇一具有適當介電率的介電體來獲得該特定之特性阻抗。
又，在接地導體部12下方面、接觸件17和貫通孔12b中間係形成有凹陷部60，並可於凹陷部60內設置用以去除雜訊的電容器61。如第5圖所示，電容器61係設置於絕緣層15上方面的絕緣板62上，並與絕緣板62上方面的配線63形成橋接。絕緣板62係形成有一貫穿絕緣板62上下方向的貫通孔(圖中未顯示)。配線63係貫穿該圖中未顯示的貫通孔並各別與配線層16及配線層51形成電氣連接，以使電容器61與配線層16及配線層51形成並聯連接。應用時，因於靠近接觸件17之前端處設置有電容器61，故於靠近彈性接觸部13前端為止之部份，係可去除檢查用電氣訊號之雜訊。藉此，係可進一步提高檢查的精度。另外，於本實施形態中，雖然電容器61係藉由絕緣板62而設置於絕緣層15，但其亦可接合設置於凹陷部60之下方面或側面處。
以上，係參考圖式來說明有關本發明之較佳實施形態，但本發明並非限定於該等應用例。明顯地，熟悉此項技術之人士係可於申請專利範圍所記載之創作範圍內，聯想到各種之變更例或修正例，因此應了解該等亦當然屬於本發明之技術範圍者。本發明係不限定於文中範例而可採用各種態樣。本發明亦可適用於當被檢查體係半導體以外之FPD(flat panel display；平板顯示器)、光罩用之遮罩(mask reticle)等其他基板之情況。
本發明係可應用於例如用以檢查半導體晶圓等被檢查體電氣特性的探針裝置。
1．．．探針裝置
2．．．探針卡
3．．．載置台
10．．．電路基板
10a．．．連接端子
11．．．檢查用接觸構造體
12．．．接地導體部
12a．．．本體
12b．．．貫通孔
13．．．彈性接觸部
14‧‧‧導電線
15‧‧‧絕緣層
16‧‧‧配線層
17‧‧‧接觸件
18‧‧‧彈性體
19‧‧‧凹陷部
20‧‧‧導體
21‧‧‧絕緣層
40‧‧‧彈性接觸部
41‧‧‧絕緣層
42‧‧‧配線層
43‧‧‧接觸件
44‧‧‧彈性體
45‧‧‧凹陷部
50‧‧‧彈性接觸體
51‧‧‧配線層
52‧‧‧接觸件
53‧‧‧彈性體
54‧‧‧連接口
60‧‧‧凹陷部
61‧‧‧電容器
62‧‧‧絕緣板
63‧‧‧配線
W‧‧‧晶圓
P‧‧‧檢查用電極
第1圖係具有本實施形態之檢查用接觸構造體的探針裝置之側視圖。
第2圖係本實施形態之檢查用接觸構造體的概略構成側視圖。
第3圖係接地導體部與導電線之同軸構造模式圖。
第4圖係另一實施形態之檢查用接觸構造體的概略構成側視圖。
第5圖係另一實施形態之檢查用接觸構造體的概略構成側視圖。
1．．．探針裝置
2．．．探針卡
10．．．電路基板
10a．．．連接端子
12．．．接地導體部
12a．．．本體
12b．．．貫通孔
13．．．彈性接觸部
14．．．導電線
15．．．絕緣層
16．．．配線層
17．．．接觸件
18．．．彈性體
19．．．凹陷部
20．．．導體
21．．．絕緣層
P．．．檢查用電極
W．．．晶圓

Claims (7)

  1. 一種檢查用接觸構造體，其係設置於電路基板之下方面且用以檢查被檢查體之電氣特性，具備有：一已接地的接地導體部、一接觸該被檢查體的彈性接觸部、以及一使該電路基板與該彈性接觸部電氣連接的導電線；其中，該彈性接觸部係設置於該接地導體部之下方面；該彈性接觸部係具備：一接觸被檢查體的接觸件；一使該接觸件與該導電線電氣連接的配線層；一設置於該配線層與該接地導體部之間的絕緣層；以及一隔著該接觸件而設置於被檢查體之對向位置處的彈性體；且該配線層係與該接地導體部呈平行設置；且該接地導體部之下方面係形成一凹陷部，且該彈性體係設置於該凹陷部。
  2. 如申請專利範圍第1項之檢查用接觸構造體，其中，該接地導體部係為一金屬性的基板。
  3. 如申請專利範圍第1項之檢查用接觸構造體，其中，該接地導體部係具有一絕緣體、以及一接合於該絕緣體表面的導體。
  4. 如申請專利範圍第1項之檢查用接觸構造體，其中， 該接地體部係形成有貫通其上下方向的貫通孔，且該導電線係設置於該貫通孔內且與該貫通孔呈同軸狀。
  5. 如申請專利範圍第1項之檢查用接觸構造體，其中，該接地導體部之上方面處係更進一步地設置另一彈性接觸部；該另一彈性接觸部係具備：一接觸該電路基板的另一接觸件；一使該另一接觸件與該導電線電氣連接的另一配線層；一設置於該另一配線層與該接地導體部之間的另一絕緣層；以及一隔著該另一接觸件而設置於該電路基板之對向位置處的另一彈性體；且該電路基板與該導電線係因該另一彈性接觸部之接觸件接觸至該電路基板而形成電氣連接。
  6. 如申請專利範圍第1項之檢查用接觸構造體，其中，該接地導體部之下方面係形成另一凹陷部，且該另一凹陷部係設置有一連接至該配線層的去除雜訊用之電容器(condenser)。
  7. 如申請專利範圍第1項之檢查用接觸構造體，其中，該彈性接觸部之配線層係電氣連接至該接地導體部。
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