(57)【要約】【課題】被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることが可能な電子部品試験装置を提供する。【解決手段】電子部品試験装置１は、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスを試験するためのテストヘッド１０と、ＩＣデバイスとテストヘッド１０とを電気的に接続するプローブカードと、試験に際してウェハＷをプローブカード５０に押し付けるプローバ７０と、を備え、テストヘッド１０は、プローバ７０の開口７２の周囲を押圧する押圧装置２０ａを有している。【選択図】図２
2007116085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験電子部品の電気的特性の試験を行う試験装置本体と、
前記被試験電子部品と前記試験装置本体とを電気的に接続するパフォーマンスボードと、
前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記試験装置本体は、前記パフォーマンスボードを前記押付手段に取り付けるために前記押付手段に形成された開口の周囲に当接する当接手段を備えている電子部品試験装置。
【請求項２】
前記試験装置本体は、前記当接手段を前記開口の周囲に向かって押圧する押圧手段を備えている請求項１記載の電子部品試験装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、前記当接手段を前記開口の周囲に向かって４９０［Ｎ］以上の荷重で押圧する請求項２記載の電子部品試験装置。
【請求項４】
被試験電子部品の電気的特性の試験を行う試験装置本体と、
前記試験装置本体に電気的に接続されたトッププレートと、
前記トッププレートを介して前記試験装置に電気的に接続されたパフォーマンスボードと、
前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記試験装置本体は、前記トッププレートを当該試験装置本体側とは反対の方向に向かって付勢する付勢手段を備え、
前記付勢手段は、前記トッププレートを４９０［Ｎ］以上の荷重で付勢する電子部品試験装置。
【請求項５】
前記被試験電子部品は、ウェハ上に形成された半導体デバイスであり、
前記パフォーマンスボードは、前記半導体デバイスの電極に電気的に接触するプローブ針を有するプローブカードであり、
前記押付手段は、前記ウェハを把持して移動させることが可能なプローバであり、
前記当接手段は、前記プローバのトッププレートの開口の周囲に当接する請求項１〜４の何れかに記載の電子部品試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ上に形成された半導体集積回路素子等の各種電子部品（以下、代表的にＩＣデバイスとも称する。）をプローブカードに押し付け、そのプローブカードに電気的に接続された試験装置本体によりＩＣデバイスの電気的特性を試験するための電子部品試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣデバイス等の電子部品の製造過程においては、ウェハ上に造り込まれた状態やパッケージングされた状態でＩＣデバイスの性能や機能を試験するために電子部品試験装置が用いられている。
【０００３】
ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスの電気的特性を試験する装置１’として、図６に示すように、プローブカード５０のプローブ針５１をＩＣデバイスの電極に電気的に接触させて、プローブカード５０及びテストヘッド１０を介してテスタ２５によりＩＣデバイスの電気的特性を試験するものが従来から知られている。
【０００４】
この装置１’では、プローブ針５１とＩＣデバイスの電極とを電気的に接触させるために、プローバ７０の搬送アーム７３によりウェハＷを上昇させて、プローブカード５０にウェハＷを押し付ける。この際、テストヘッド１０が回転装置３０に保持されている構造となっているため、テストヘッド１０の重量はプローバ７０のヘッドプレート７１に懸かっていない。このため、搬送アーム７３の押付力がプローブカード５０を介してプローバ７０のヘッドプレート７１に伝達して、当該ヘッドプレート７１が上方向に向かって撓んでしまい、プローブ針５１とＩＣデバイスの電極とを正確に接触させることができない場合がある。特に、近年のプローブカード１枚当たり実装されているプローブ針の本数の増加に伴って、プローブカードに印加される荷重（針圧）が増加する傾向にあり、プローバ７０のヘッドプレート７１に生じる撓みも大きくなる傾向にある。
【０００５】
さらに、プローブ針５１とＩＣデバイスの電極との接触の信頼性を向上させるために、通常、プローブ針５１とＩＣデバイスの電極とが接触した後に搬送アーム７３をさらに上昇させてプローブカード５０にオーバーロードを懸けている。しかしながら、このオーバーロードの際にもヘッドプレート７１が上方向に向かって撓むため、オーバーロードを有効なものとすることができず、プローブ針５１とＩＣデバイスの電極との接触の信頼性の向上を図ることができない場合がある。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることが可能な電子部品試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の電気的特性の試験を行う試験装置本体と、前記被試験電子部品と前記試験装置本体とを電気的に接続するパフォーマンスボードと、前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、前記試験装置本体は、前記パフォーマンスボードを前記押付手段に取り付けるために前記押付手段に形成された開口の周囲に当接する当接手段を備えている電子部品試験装置が提供される（請求項１参照）。
【０００８】
本発明では、電子部品の試験を実施する際に、押付手段の開口周囲に当接手段を当接させる。これにより、押付手段の押し付けにより押付手段の開口周囲が撓んでしまうのを防止することができ、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、押付手段によりパフォーマンスボードに対してオーバーロードを懸けた場合であっても、押付手段の開口周囲が撓んでしまうのを防止することができ、オーバーロードを有効なものとすることができるので、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性をさらに向上させることができる。
【００１０】
上記発明においては特に限定されないが、前記試験装置本体は、前記当接手段を前記開口の周囲に向かって押圧する押圧手段を備えていることが好ましい（請求項２参照）。
【００１１】
上記発明においては特に限定されないが、前記押圧手段は、前記当接部を前記開口の周囲に向かって４９０［Ｎ］以上の荷重で押圧することが好ましい（請求項３参照）。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の電気的特性の試験を行う試験装置本体と、前記試験装置本体に電気的に接続されたトッププレートと、前記トッププレートを介して前記試験装置に電気的に接続されたパフォーマンスボードと、前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、前記試験装置本体は、前記トッププレートを当該試験装置本体側とは反対の方向に向かって付勢する付勢手段を備え、前記付勢手段は、前記トッププレートを４９０［Ｎ］以上の荷重で付勢する電子部品試験装置が提供される（請求項４参照）。
【００１３】
本発明では、トッププレートを試験装置本体側とは反対の方向に向かって付勢するために試験装置本体に設けられた付勢手段の荷重を４９０［Ｎ］以上とする。これにより、電子部品の試験を実施する際に、付勢手段によりトッププレートを介して押付手段の開口周囲を押さえつけて、押付手段の開口周囲が撓んでしまうのを防止することができ、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
上記発明においては特に限定されないが、前記被試験電子部品は、ウェハ上に形成された半導体デバイスであり、前記パフォーマンスボードは、前記半導体デバイスの電極に電気的に接触するプローブ針を有するプローブカードであり、前記押付手段は、前記ウェハを把持して移動させることが可能なプローバであり、前記当接手段は、前記プローバのトッププレートの開口の周囲に当接することが好ましい（請求項５参照）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態に係る電子部品試験装置の構成を示す概略断面図、図２は本発明の実施形態に係る電子部品試験装置のテストヘッドとプローバの連結部分を示す概略断面図、図３は図２のIII部の拡大断面図、図４は図２のIV部の拡大断面図、図５は図２のIV部の他の例の拡大断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る電子部品試験装置１は、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスの電気的特性を試験するための装置である。この電子部品試験装置１は、図１及び図２に示すように、ＩＣデバイスの試験を行うテスタ２５にケーブル２６を介して電気的に接続されたテストヘッド１０と、ウェハＷ上のＩＣデバイスとテストヘッド１０とを電気的に接続するためのプローブカード５０と、ウェハＷをプローブカード５０に押し付けるためのプローバ７０と、を備えている。
【００１８】
テストヘッド１０は、ＩＣデバイスとの間で信号を授受する複数のピンカード（不図示）を内蔵しており、各ピンカードはマザーボード１１に着脱可能に電気的に接続されている。さらに、マザーボード１１は、トッププレート４０を介してプローブカード５０に電気的に接続されている。テストヘッド１０に内蔵されているピンカードは、例えば試験パターンに基づく試験信号をＩＣデバイスに供給し、試験信号に基づいてＩＣデバイスが出力する応答信号を期待値パターンに基づく期待値と比較することにより、ＩＣデバイスの良否判断が行われる。
【００１９】
テストヘッド１０は、プローバ７０に対して相対的に回転可能なように回転装置３０に保持されている。ウェハＷ上のＩＣデバイスのテストを実施する場合には、回転装置３０によりテストヘッド１０を回転させて、プローバ７０上にテストヘッド１０を搭載した状態（図１の実線で示す状態）で、ＩＣデバイスの電気的な動作試験が行われる。
【００２０】
これに対し、ピンカード（ピンエレクトロニクス類）を保守点検する場合や、プローブカード５０を交換する場合には、回転装置３０によってテストヘッド１０をプローバ７０に対して相対的に１８０度回転させた状態（図１の二点鎖線で示す状態）に変換して、点検／交換作業が実施される。
【００２１】
プローブカード５０は、図２に示すように、トッププレート４０及びマザーボード１１を介してテストヘッド１０に接続されている。このプローブカード５０は、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスの電極に電気的に接触するプローブ針５１と、このプローブ針５１が実装されたプリント基板５２と、プローブカード５０をトッププレート４０側のコネクタ４１に電気的に接続するための多数のコネクタ５３と、プローブカード５０を補強するためのスティフナ５４と、から構成されている。なお、本実施形態におけるプローブカード５０が、請求の範囲におけるパフォーマンスボードの一例に相当する。
【００２２】
このプローブカード５０は、プローブ針５１が中央開口６１を介して下方に臨むように、環状のホルダ６０に支持されている。ホルダ６０は、プローブカード５０を支持した状態で、環状のアダプタ６５に支持されており、さらにアダプタ６５がプローバ７０のヘッドプレート７１に形成された開口７２に支持されている。このアダプタ６５は、被試験ウェハＷの品種及びテストヘッド１０の形状に対応してサイズの異なるプローブカード５０を、プローバ７０の開口７２に適合させるためのものである。プローブカード５０とトッププレート４０とは、図２に示すように、トッププレート４０の下面に設けられたフック４２と、アダプタ６５に設けられたフック６６とを互いに係合させることにより、機械的に連結されている。
【００２３】
特に図示しないがトッププレート４０の下面には複数のコネクタ４１が円周状に配置されている。図２に示すように、各コネクタ４１には同軸ケーブルが接続されている。この同軸ケーブルは、マザーボード１１を介してテストヘッド１０内のピンカードに電気的に接続されている。そして、トッププレート４０のコネクタ４１と、プローブカード５０の裏面に設けられたコネクタ５３とが連結することにより、テストヘッド１０とプローブカード５０とが電気的に接続されるようになっている。コネクタ４１、５３として、例えばＺＩＦ（Zero Insertion Force）コネクタ等を用いることができる。
【００２４】
図２に示すように、マザーボード１１には、トッププレート４０とプローブカード５０のＸＹＺ方向の接続位置の再現性を確保するためにフローティングユニット１２が設けられている。なお、このフローティングユニット１２は、特に図示しないが、マザーボード１１の下面に、プローブカード５０を囲うように円周方向に沿って実質的に等間隔に４つ程度設けられている。
【００２５】
このフローティングユニット１２は、図３に示すように、トッププレート４０の上面に当接するための当接部１３と、当接部１３を下方に付勢するコイルスプリング１４と、当接部１３及びコイルスプリング１４を収容している筒体１５と、から構成されている。
【００２６】
当接部１３は、下方に突出した凸部１３ａと、凸部１３ａから広がるように傾斜している傾斜面１３ｂと、を備えている。
【００２７】
筒体１５は、下部の開口１５ｂで開口している内孔１５ａを有している。この内孔１５ａは、開口１５ｂから内側に向かって広がるように傾斜している傾斜部１５ｂと、傾斜部１５ｂから連続して当該傾斜部１５ｂより大きな内径を有する大径部１５ｃと、から構成されている。
【００２８】
筒体１５の内孔１５ａには、凸部１３ａが開口１５ｂから外部に突出するように、当接部１３とコイルスプリング１４が収容されている。そして、無負荷状態では、コイルスプリング１４の弾性力により当接部１３が下方に押圧され、当接部１３の傾斜面１３ｂが内孔１５の傾斜部１５ｃに当接して、筒体１５に対する当接部１３の相対移動が規制されている。
【００２９】
これに対し、外部から当接部１３に負荷が懸かり、当接部１３の傾斜面１３ｂが内孔１５の傾斜部１５ｃから離れて大径部１３ｃに至ると、筒体１５に対して当接部１３がＸＹ方向に沿って相対移動することが可能となっている。
【００３０】
本実施形態におけるテストヘッド１０には、図２に示すように、プローバ７０のヘッドプレート７１の開口７２の周囲（本実施形態ではアダプタ６５）に荷重を加えるための押圧装置２０ａが設けられている。なお、特に図示しないが、この押圧装置２０ａは、テストヘッド１０の上面に、プローブカード５０を囲うように円周方向に沿って実質的に等間隔に４つ程度設けられている。
【００３１】
この押圧装置２０ａは、図４に詳細に示すように、アダプタ６５に当接する当接部材２１ａと、当接部材２１ａをプローバ７０側に押圧するコイルスプリング２２と、コイルスプリング２２を収容している筒体２３と、筒体２３を支持している支持部材２４と、から構成されている。
【００３２】
当接部材２１ａは、例えば板状の部材で構成されており、コイルスプリング２２の一端に固定されている。コイルスプリング２２は、その他端が筒体２３の内孔２３ａの底部に固定された状態で、筒体２３の内孔２３ａに収容されている。筒体２３の上部外周面には雄ネジ部２３ｂが形成されている。支持部材２４は、一端がテストヘッド１０に固定されたＬ字形状を有しており、他端に貫通孔２４ａが形成されている。この貫通孔の内周面には雌ネジが形成されており、筒体２３の雄ネジ部２３ｂが螺合可能となっている。テストヘッド１０に設けられた４つの押圧装置２０ａは、それぞれが有するコイルスプリング２２の弾性力により、合計で４９０［Ｎ］以上、好ましくは２０００［Ｎ］以上の荷重でアダプタ６５を押圧することが可能となっている。
【００３３】
なお、図５に示すように、ヘッドプレート７１の開口７２の周囲に荷重を加えるための押圧装置を、プランジャ型の押圧装置２０ｂとしても良い。この押圧装置２０ｂは、同図に示すように、当接部材２１ｂが球状であると共に、筒体２３の内孔２３ａの開口周囲が内側に突出して突出部２３ｃを構成している点で図４に示す押圧装置２０ａと相違している。無負荷状態では、コイルスプリング２２の弾性力により当接部材２１ｂが下方に押圧されて突出部２３ｃに当接しており、この状態において当接部材２１ｂの一部が筒体２３から外部に突出している。この場合にも、テストヘッド１０に設けられた４つの押圧装置２０ｂは、それぞれに設けられたコイルスプリング２２の弾性力により、合計で４９０［Ｎ］以上、好ましくは２０００［Ｎ］以上の荷重でアダプタ６５を押圧することが可能となっている。
【００３４】
プローバ７０は、真空チャックによりウェハＷを保持することが可能であると共に、この保持したウェハＷをＸＹＺ方向に移動させることが可能な搬送アーム７３を有しており、ウェハＷをプローバ７０の外部から内部に搬送することが可能となっている。そして、試験に際して、開口７２を介してプローバ７０内に臨むプローブカード５０に対して搬送アーム７３がウェハＷを対向させ押し付けた状態で、テスタ２５が、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスに対して試験信号をテストヘッド１０を介して入出力することにより、当該ＩＣデバイスの試験が実施される。
【００３５】
本実施形態に係る電子部品試験装置１では、回転装置３０によりプローバ７０上にテストヘッド１０を位置させた際に、押圧装置２０ａの当接部材２１ａをプローバ７０のアダプタ６５に当接させて、テストヘッド１０及びマザーボード１１の重量をプローバ７０のヘッドプレート７１に懸ける。これにより、ＩＣデバイスを試験する際に、プローバ７０によるウェハＷの押し付けにより、ヘッドプレート７１が上方に撓んでしまうのを防止することができ、ＩＣデバイスとプローブカード５０との電気的な接触の信頼性が向上する。
【００３６】
また、搬送アーム７３によりプローブカード５０に対してオーバーロードを懸ける際にも、ヘッドプレート７１が上方に撓んでしまうのを防止することができるので、オーバーロードを有効とすることができ、ＩＣデバイスとプローブカード５０との電気的な接触の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３８】
例えば、フローティングユニット１２は、通常、トッププレート４０を保持し得る程度の押付力（例えば３９０［Ｎ］程度）しか有していないが、このフローティングユニット１２の押付力を４９０［Ｎ］以上、好ましくは２０００［Ｎ］とすることにより、押圧装置２０ａ、２０ｂを設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置のテストヘッドとプローバの連結部分を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２のIII部の拡大断面図である。
【図４】図４は、図２のIV部の拡大断面図である。
【図５】図５は、図２のIV部の他の例の拡大断面図である。
【図６】図６は、従来の電子部品試験装置のテストヘッドとプローバの連結部分を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…電子部品試験装置
１０…テストヘッド
１１…マザーボード
１２…フローティングユニット
２０ａ、２０ｂ…押圧装置
２５…テスタ
３０…回転装置
４０…トッププレート
５０…プローブカード
６５…アダプタ
７０…プローバ
７１…ヘッドプレート
７２…開口
Ｗ…ウェハ
【図１】
2007116085.tif 000003
【図２】
2007116085.tif 000004
【図３】
2007116085.tif 000005
【図４】
2007116085.tif 000006
【図５】
2007116085.tif 000007
【図６】
2007116085.tif 000008