固定探针板的机构制造技术

一种设置在将待测体维持在测试室内的高温环境中、以检测其电特性的测试装置上的固定机构，其特征在于，包括：　　　　暴露在高温环境中的探针板，所述探针板具有与待测体有电接触和机械接触的用于检测所述待测体的电特性的多个探头；　　　　用中心部支承所述探针板的支承框架；　　　　连接固定所述探针板和支承框架的多个第１紧固件；　　　　为使所述探针板可向其周边热膨胀而保持探针板和支承框架的外周边缘的固定在测试装置上的保持框架；和　　　　连接固定保持框架与支承框架的多个第２紧固件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于检测待测体电特性的测试装置(probe unit)，特别涉及用于固定设在测试装置本体内的探针板(probe card)的探针板固定机构，该探针板固定机构可以抑制高温检测时探针板的热变形。
技术介绍
在半导体装置的制造工序中，利用例如图1所示的称作测试器(prober)的测试装置检测形成于晶片上的多个元件的电特性的检测装置。图1所示的测试装置具有带有容纳并输送晶片W的机构的装料室1(loader chamber)，和检测从装料室1输出的晶片W的电特性的测试室2。在装料室1中，利用输送晶片W的工序将晶片预先对准，在测试室2内检测(examine)晶片W的电特性。在测试室2内，经预先对准的晶片W放置在可调整温度的主夹具3中，用该主夹具3夹持。主夹具3设置在可使晶片W沿X和Y方向移动的XY台面4上，通过驱动XY台面4，可将晶片W定位在给定位置上。在主夹具3的上方配置了具有多个测试探头5A的探针板5。该探针板5由探针板5的对准机构6支承。对准机构6工作时，测试探头5A可正确地放置在由主夹具3夹持的晶片W的多个电极垫上。而且，主夹具3内置有升降机构，检测时，升降机构使晶片W上升，测试探头5A与电极垫利用机械或电力方法形成接触。检测后，升降机构使晶片W下降，测试探头5A与电极垫利用机械或电力方法分离。又如图1所示，在确定测试室2的顶板7上配置可转动的测试器的测试头T。测试头T和探针板5通过性能板(图中没有示出)形成电连接。在测试主夹具3上的晶片W时，晶片W的温度被设定并保持在一定温度范围内，例如-40℃～+150℃。在测试时，检测信号从测试器发出，经测试头T和性能板送至测试探头5A；检测信号由测试探头5A加在晶片W的电极垫上，以检测形成于晶片W上的多个半导体元件(元件)的电特性。当设定温度为室温以上的高温时，通过含有内置于主夹具3的加热机构的温度调节机构，将晶片加热至给定温度，由此检测晶片。形成于晶片W上的芯片电路为超微型，而且随着晶片本身直径的增大，探针板5的直径也增大。随着直径的增大，探针板5需要有很大的刚性，例如，如图2A和图2B所示，需要由不锈钢等金属制的支承框架5B进行增强。该探针板5与支承框架5B一起，由环状夹具8固定在顶板7上。即，探针板5与支承框架5B在一起，利用螺钉等多个紧固件9A紧固、固定在夹具8上。另外，夹具8通过多个紧固件9B紧固、固定在顶板7上。在上述固定探针板的机构中，在高温环境下——例如100℃的高温环境下——的加热初期检测晶片W时，因主夹具3放热，使得探针板5或夹具8的下表面比上表面更多地受到加热，因此下表面比上表面的热膨胀大，以致弯曲。而且，由于探针板5固定在夹具8的内周边缘，使探针板5不能沿径向朝外侧伸长，如图2A所示，呈沿径向朝内侧伸长并向下弯曲的形态。另外，由于夹具8的外周边缘固定在顶板7上，因此，夹具8沿径向朝内侧伸长，使探针板5进一步向下弯曲。结果，测试探头5A向直下方移动，使测试探头5A和晶片W的电极垫间的针压大于设定值，由此会损伤电极垫和其基底层，以致使检测不能很好地进行，特别是如图2A和图2B所示，在探针板5由支承框架5增强的情况下，受支承框架5B的热膨胀影响很大。另外，在高温检测时，如图2B所示，由于探针板5和支承框架5B经充分加热而热膨胀，同时，夹具8也因充分加热而热膨胀，因此探针板5和支承框架5B对紧固件9A有向外的应力作用，而夹具8对紧固件9A有向内的应力作用。在产生这种作用的情况下，如图2B所示，与图2A相反，探针板5向上弯曲，测试探头5A上升，从而造成接触不良。图2A和图2B所示的现象，在具有由支承框架5B增强探针板5的结构的情况下，同样会发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可抑制因探针板的热变形引起的应力，并抑制测试探头向上下方向移动，从而提高检测可靠性的固定探针板的机构。根据本专利技术，提供一种设置在将待测体维持在测试室内的高温环境中以检测其电特性的测试装置上的固定机构，它包括暴露在高温环境中的探针板，该探针板具有与待测体有电接触和机械接触的用于检测上述检测体的电特性的多个探头；用中心部支承该探针板的支承框架；连接固定该探针板和支承框架的多个第1紧固件；为使探针板可向其周边热膨胀而保持探针板和支承框架的外周边缘的固定在测试装置上的保持框架；和连接固定保持框架与支承框架的多个第2紧固件。本专利技术的其它目的和优点在以下说明中给出，它们部分地可从说明书中或通过实施本专利技术得知。本专利技术的目的和优点可利用下面指出的方法来实现和获得。附图说明构成本说明书一部分的附图表示本专利技术的一些优选实施例，它与上面给出的说明和下面对优选实施例的详细说明一起，用于说明本专利技术的原理。图1为表示具有现有固定探针板的机构的测试装置的一个例子剖开的正视图；图2A和2B分别为高温检测时图1所示探针板的状态的简要放大剖面示意图；图3为本专利技术的某一实施方式的固定探针板的机构的简要剖面示意图； 图4为图1所示的支承框架的一例的平面示意图；图5为本专利技术另一实施方式的固定探针板的机构的简要剖面示意图；图6为图5所示机构的底面的平面示意图；图7为图3所示探针板的变形例的立体示意图；图8为本专利技术的又一实施方式的固定探针板的机构的剖面示意图。具体实施例方式以下，参照附图来说明本专利技术的固定探针板的机构的各种实施方式。图3为本专利技术的某一实施方式的探针板固定机构10的示意图。如图3所示，在固定机构10中，固定有圆盘形探针板11。该固定机构10具有从上面支承探针板11的支承框架12，以及保持着探针板11和支承框架12的外周边缘的环形夹具13。固定机构10固定在具有与现有技术相同结构的测试室的顶板14上，结果，固定机构10将探针板11固定保持在顶板14上。具有测试室的测试装置实质上与现有测试装置相同，因此省略其说明。因为作为一个例子，可以将本专利技术的一个实施例的探针板固定机构10应用在现有技术说明的图1所示的测试装置中，因此关于测试装置的详细情况，可参考现有技术的说明。另外，本专利技术的探针板固定机构不只限于图1所示的测试装置，在具有其它已知结构的测试装置中也可适用。在测试室内配置有主夹具15，固定放置在主夹具15上的晶片W，可由XY台面驱动而沿水平方向(X、Y方向)和上下方向(Z方向)输送。探针板11具有多个测试探头11A、安装有测试探头11A的导体11B、和将导体11B固定在中央部分的电路基片11C。另外，导体11B、电路基片11C和支承框架12，分别通过由螺钉等构成的多个第1紧固件16A而互相连接，使探针板11和支承框架12成为一个整体。具体而言，多个第1紧固件16A对称配置在电路基片11C的轴心附近的周围，利用均匀的紧固力，将探针板11紧固在电路基片11C的中心区域。如上所述，图1所示的固定机构具有探针板11，形成支承框架12和电路基片11C的中心整体连接的结构。因此，在图3所示的固定机构中，高温检测时，即使由主夹具15放热，使电路基片11C受热膨胀，由电路基片11C中心的热膨胀引起的伸长也会很小。结果，可以抑制电路基片11C沿其中心轴向上或向下形成的圆顶形热变形，从而可以抑制测试探头11A向上或向下的移动。如图3所示，支承框架12在探针板11的中心实质上与其中心一致，形成直径比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设置在将待测体维持在测试室内的高温环境中、以检测其电特性的测试装置上的固定机构，其特征在于，包括暴露在高温环境中的探针板，所述探针板具有与待测体有电接触和机械接触的用于检测所述待测体的电特性的多个探头；用中心部支承所述探针板的支承框架；连接固定所述探针板和支承框架的多个第1紧固件；为使所述探针板可向其周边热膨胀而保持探针板和支承框架的外周边缘的固定在测试装置上的保持框架；和连接固定保持框架与支承框架的多个第2紧固件。2.如权利要求1所述的固定机构，其特征在于，所述探针板被夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：米泽俊裕，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：