JP2000055936A - Contactor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検査体の電気的
特性検査を行う際に用いられるコンタクタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contactor used for inspecting electrical characteristics of a device under test.
【0002】[0002]
【従来の技術】被検査体、例えば半導体ウエハ(以下、
単に「ウエハ」と称す。)に多数形成されたメモリ回路
やロジック回路等のICチップの電気的特性検査を行う
場合にはコンタクタとしてプローブカードが用いられ
る。このプローブカードは検査時にウエハの電極用パッ
ドと接触した時にテスタとICチップ間で検査用信号の
授受を中継する役割を果たしている。このプローブカー
ドは、例えばICチップ上に形成された複数の電極パッ
ドに対応した複数のプローブ針を有し、各プローブ針と
各電極パッドとをそれぞれ電気的に接触させてICチッ
プの検査を行うようにしている。2. Description of the Related Art An object to be inspected, such as a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a semiconductor wafer)
Simply referred to as "wafer". When an electrical characteristic test is performed on an IC chip such as a memory circuit or a logic circuit formed in a large number of times, a probe card is used as a contactor. The probe card plays a role of relaying the transmission and reception of the test signal between the tester and the IC chip when the probe card comes into contact with the electrode pad of the wafer during the test. This probe card has, for example, a plurality of probe needles corresponding to a plurality of electrode pads formed on an IC chip, and inspects the IC chip by electrically contacting each probe needle with each electrode pad. Like that.
【0003】ところで最近、ICチップの集積度が高ま
って電極パッドの数が急激に増加すると共に電極パッド
の配列が益々狭ピッチ化している。これに伴ってプロー
ブカードのプローブ針の本数が急激に増加し、狭ピッチ
化している。しかも、ウエハの大口径化に伴ってウエハ
内のICチップ数が急激に増加し、検査に長時間を要
し、検査時間の短縮が重要課題になっている。そこで、
プローブカードによって検査を行う場合にも、ICチッ
プを1個ずつ検査するのではなく、同時に検査するIC
チップの数(同測数)を増やし、検査時間を短縮するよ
うにしている。In recent years, the integration degree of IC chips has increased, and the number of electrode pads has rapidly increased, and the pitch of the electrode pads has been increasingly narrowed. Along with this, the number of probe needles of the probe card has rapidly increased, and the pitch has been narrowed. In addition, the number of IC chips in the wafer increases rapidly with the increase in the diameter of the wafer, and a long time is required for inspection, and shortening the inspection time has become an important issue. Therefore,
When testing with a probe card, instead of testing each IC chip one by one,
The number of chips (same number) is increased to shorten the inspection time.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブカードは、複数のプローブ針がそれぞれ個別に
片持ち支持されているため、電極パッドの配列が複数列
になると、プローブ針の支持構造が極めて複雑になり、
電極パッドの種々の配列に即してプローブ針の配列を変
えることが難しく、プローブ針の配列の自由度が低く、
しかも、検査時の熱的影響によりプローブ針の針先位置
が狂い易いという課題があった。However, in the conventional probe card, since a plurality of probe needles are individually supported in a cantilever manner, when the electrode pads are arranged in a plurality of rows, the support structure of the probe needles becomes extremely large. Become complicated,
It is difficult to change the arrangement of the probe needles according to the various arrangements of the electrode pads, and the degree of freedom of the arrangement of the probe needles is low.
In addition, there is a problem that the tip position of the probe needle is likely to be out of order due to the thermal influence at the time of inspection.
【0005】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、プローブ端子の配列に自由度が高く、被検
査体の任意の電極配列に即してプローブ端子を配列する
ことができ、しかも被検査体に形成された複数の素子を
同時に検査することができ、検査時の熱的影響を受け難
くコンタクト性に優れ正確且つ確実に接触して高精度の
検査を行うことができるコンタクタを提供することを目
的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a high degree of freedom in the arrangement of probe terminals, and can arrange probe terminals in accordance with an arbitrary electrode arrangement of a device under test. Moreover, a contactor capable of simultaneously inspecting a plurality of elements formed on an object to be inspected, being less susceptible to thermal effects during the inspection, having excellent contact properties, and being capable of performing accurate and reliable contact and performing a highly accurate inspection. It is intended to provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のコンタクタは、基板の一方の面の中央領域に配列され
た複数の第1電極と、これらの電極にそれぞれ設けられ
たプローブ端子と、これらのプローブ端子及び第1電極
に対応して上記基板の他方の面の周縁領域に配列された
複数の第2電極と、これらの第2電極とテスタ側の配線
基板とを電気的に接続する弾性接続部材とを備え、被検
査体に形成された複数の素子に複数回に分けて接触して
上記被検査体の電気的特性検査を行うコンタクタであっ
て、上記プローブ端子は、第1電極上に立設された導電
性支持部材と、この導電性支持部材上端で導通自在に片
持ち支持された弾性支持プレートと、この弾性支持プレ
ートの自由端部で支持されたバンプとを有することを特
徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a contactor comprising a plurality of first electrodes arranged in a central region of one surface of a substrate, and probe terminals provided on these electrodes, respectively. And a plurality of second electrodes arranged in a peripheral region of the other surface of the substrate corresponding to the probe terminals and the first electrodes, and electrically connecting the second electrodes and the wiring substrate on the tester side. An elastic connection member to be connected, a contactor performing an electrical characteristic test of the device under test by contacting a plurality of elements formed on the device under test a plurality of times, wherein the probe terminal is a It has a conductive support member erected on one electrode, an elastic support plate supported at the upper end of the conductive support member in a cantilever manner so as to be conductive, and a bump supported at a free end of the elastic support plate. It is characterized by .
【0007】また、本発明の請求項2に記載のコンタク
タは、基板の一方の面の中央領域に配列された複数の第
1電極と、これらの電極にそれぞれ設けられたプローブ
端子と、これらのプローブ端子及び第1電極に対応して
上記基板の他方の面の周縁領域に配列された複数の第2
電極と、これらの第2電極とテスタ側の配線基板とを電
気的に接続する弾性接続部材とを備え、被検査体に形成
された複数の素子に複数回に分けて接触して上記被検査
体の電気的特性検査を行うコンタクタであって、上記プ
ローブ端子は、第1電極上に立設された導電性支持部材
と、この導電性支持部材上端で互いに先端を接近させて
導通自在に片持ち支持された一対の弾性支持プレート
と、各弾性支持プレートの自由端部で支持された一対の
バンプとを有することを特徴とするものである。A contactor according to a second aspect of the present invention includes a plurality of first electrodes arranged in a central region on one surface of a substrate, a probe terminal provided on each of these electrodes, A plurality of second arrays arranged in a peripheral region of the other surface of the substrate corresponding to the probe terminals and the first electrodes
An electrode, and an elastic connecting member for electrically connecting the second electrode to the wiring board on the tester side. A contactor for inspecting an electrical characteristic of a body, wherein the probe terminal includes a conductive support member erected on a first electrode, and a tip end approaching each other at an upper end of the conductive support member so as to be conductive. It has a pair of elastic support plates held and supported, and a pair of bumps supported at the free end of each elastic support plate.
【0008】また、本発明の請求項3に記載のコンタク
タは、請求項1または請求項2に記載の発明において、
上記弾性支持プレートの自由端の上記基板側への接近を
規制する係止部材を設けたことを特徴とするものであ
る。The contactor according to a third aspect of the present invention is the contactor according to the first or second aspect,
A locking member is provided for restricting the free end of the elastic support plate from approaching the substrate.
【0009】また、本発明の請求項4に記載のコンタク
タは、基板の一方の面の中央領域に配列された複数の第
1電極と、これらの電極にそれぞれ設けられたプローブ
端子と、これらのプローブ端子及び第1電極に対応して
上記基板の他方の面の周縁領域に配列された複数の第2
電極と、これらの第2電極とテスタ側の配線基板とを電
気的に接続する弾性接続部材とを備え、被検査体に形成
された複数の素子に複数回に分けて接触して上記被検査
体の電気的特性検査を行うコンタクタであって、上記プ
ローブ端子は、第1電極上に立設された導電性支持部材
と、この導電性支持部材上端で支持された導電性環状プ
レートと、この導電性環状プレートと一体に形成された
弾性架設部中央で支持されたバンプとを有することを特
徴とするものである。A contactor according to a fourth aspect of the present invention includes a plurality of first electrodes arranged in a central region on one surface of a substrate, probe terminals provided on these electrodes, and A plurality of second arrays arranged in a peripheral region of the other surface of the substrate corresponding to the probe terminals and the first electrodes
An electrode, and an elastic connecting member for electrically connecting the second electrode to the wiring board on the tester side. A contactor for inspecting electrical characteristics of a body, wherein the probe terminal comprises: a conductive support member erected on a first electrode; a conductive annular plate supported on an upper end of the conductive support member; It has a conductive annular plate and a bump formed integrally and supported at the center of the elastic erection part.
【0010】以下、図1〜図8に示す実施形態に基づい
て本発明を説明する。本実施形態のコンタクタ1は、例
えば図1、図2に示すように、シリコン基板2の表面に
マトリックス状に配列され且つニッケル、ニッケル合金
等の導電性金属からなる複数の矩形状の第1電極3と、
これらの電極3上にそれぞれ配設された複数のプローブ
端子4とを備え、各プローブ端子4がウエハに形成され
たアルミニウム、銅等の導電性金属からなる検査用電極
パッド(図示せず)と接触し、例えば複数(例えば16
個または32個)のICチップを同時に検査できるよう
にしてある。シリコン基板2は図3の(a)、(b)に
示すように円形状に形成されている。そして、シリコン
基板1の表面の正方形状を呈する中央領域2Aには図3
の(a)に示すように各プローブ端子4がマトリックス
状に配列され、その裏面の周縁領域2Bには同図の
(b)に示すように第1電極3と電気的に接続された第
2電極5が円形状に配列されている。そして、第1電極
3と第2電極5は図2、図3の(b)に示すようにシリ
コン基板2内に形成された各電極3、5と同種の金属か
らなる配線6を介して電気的に接続されている。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the embodiments shown in FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, for example, the contactor 1 according to the present embodiment has a plurality of rectangular first electrodes arranged in a matrix on the surface of a silicon substrate 2 and made of a conductive metal such as nickel or a nickel alloy. 3 and
A plurality of probe terminals 4 respectively disposed on these electrodes 3, each probe terminal 4 including an inspection electrode pad (not shown) made of a conductive metal such as aluminum or copper formed on a wafer; Contact, for example, a plurality (eg, 16
Or 32 IC chips can be inspected simultaneously. The silicon substrate 2 is formed in a circular shape as shown in FIGS. The central region 2A having a square shape on the surface of the silicon substrate 1 is shown in FIG.
The probe terminals 4 are arranged in a matrix as shown in FIG. 2A, and the peripheral region 2B on the back surface thereof has a second electrode electrically connected to the first electrode 3 as shown in FIG. The electrodes 5 are arranged in a circular shape. The first electrode 3 and the second electrode 5 are electrically connected to each other via wires 6 made of the same kind of metal as the electrodes 3 and 5 formed in the silicon substrate 2 as shown in FIGS. Connected.
【0011】ここで、上記プローブ端子4について更に
詳述する。プローブ端子4は、図1、図2に示すよう
に、第1電極3の対向する隅角部にそれぞれ立設された
同一高さの一対の導電性支持柱7と、これらの導電性支
持柱7上端で水平に導通自在に片持ち支持された平面形
状がコ字状の弾性支持プレート(以下、「カンチレバー
バネ」と称す。)8と、このカンチレバーバネ8の自由
端部で導通自在に支持されたバンプ9とを有している。
尚、カンチレバーバネ9の平面形状はコ字状に限らずく
字状を呈するものであっても良い。即ち、カンチレバー
バネ8は、互いに対向する二辺の基端部で一対の導電性
支持柱7の上端に連結され、残りの一辺の自由端が隣の
カンチレバーバネ8に接近している。そして、カンチレ
バーバネ8の自由端部の中央部にバンプ9が固定されて
いる。バンプ9は、図1、図2に示すように、略円柱状
に形成された支持部である円柱部9Aと、この円柱部9
Aの上面に連接されて一体化した接触部である四角錐台
部9Bとからなっている。そして、例えば、カンチレバ
ーバネ8はニッケルやニッケル−コバルト合金等のバネ
力及び靱性のある導電性金属によって形成されている。
従って、バンプ9がウエハの電極パッドと接触した時
に、カンチレバーバネ8のバネ力でバンプ9を電極パッ
ドに押し付けてバンプ9と電極パッド間の導通を図ると
共に電極パッドの高低差を吸収するようにしてある。ま
た、バンプ9は、例えば円柱部9Aがカンチレバーバネ
8と同一の導電性金属によって形成され、四角錐台部9
Bがウエハの電極パッドより硬度の高い材料、例えばタ
ングステンカーバイド等の導電性金属によって形成され
ている。そして、プローブ端子4の表面には例えば金、
ロジウムあるいはこれらの合金等の良導性金属によって
コーティングされている。Here, the probe terminal 4 will be described in more detail. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the probe terminal 4 includes a pair of conductive support columns 7 having the same height and erected at opposing corners of the first electrode 3, respectively. 7. An elastic support plate (hereinafter, referred to as a "cantilever spring") 8, which is cantilevered at the upper end so as to be able to conduct horizontally horizontally, and is conductively supported at a free end of the cantilever spring 8 And the bump 9 formed.
The plane shape of the cantilever spring 9 is not limited to the U-shape, but may be a U-shape. That is, the cantilever spring 8 is connected to the upper ends of the pair of conductive support columns 7 at the base ends of two sides facing each other, and the free end of the other side is close to the adjacent cantilever spring 8. A bump 9 is fixed to the center of the free end of the cantilever spring 8. As shown in FIGS. 1 and 2, the bump 9 has a columnar portion 9A which is a support portion formed in a substantially columnar shape, and the columnar portion 9A.
A and a truncated quadrangular pyramid 9B, which is a contact portion connected to and integrated with the upper surface of A. And, for example, the cantilever spring 8 is formed of a conductive metal having a spring force and toughness such as nickel or a nickel-cobalt alloy.
Therefore, when the bump 9 comes in contact with the electrode pad of the wafer, the bump 9 is pressed against the electrode pad by the spring force of the cantilever spring 8 so as to achieve conduction between the bump 9 and the electrode pad and absorb the height difference between the electrode pads. It is. Further, the bump 9 has, for example, a cylindrical portion 9 </ b> A made of the same conductive metal as the cantilever spring 8, and a truncated square pyramid portion 9.
B is formed of a material having a higher hardness than the electrode pads of the wafer, for example, a conductive metal such as tungsten carbide. Then, for example, gold,
It is coated with a highly conductive metal such as rhodium or an alloy thereof.
【0012】また、図1、図2に示すように上記シリコ
ン基板2の表面には各バンプ9の下方に位置する係止部
材12が設けられ、各バンプ9がウエハの電極パッドと
接触し、各バンプ9が必要以上に押し込まれないように
図2の一点鎖線で示すように各係止部材12でカンチレ
バーバネ8の自由端が係止し、各カンチレバーバネ8の
損傷を防止するようにしてある。係止部材12は例えば
図1に示すように柵状に形成され、一本の係止部材12
で縦列に並ぶ複数のカンチレバーバネ8の自由端を同時
に係止するようにしてある。この係止部材12は柵状で
なく、各第1電極3と隣接した柱状の係止部材として形
成しても良い。As shown in FIGS. 1 and 2, a locking member 12 is provided below the bumps 9 on the surface of the silicon substrate 2 so that each bump 9 comes into contact with an electrode pad of the wafer. The free ends of the cantilever springs 8 are locked by the locking members 12 as shown by the dashed lines in FIG. 2 so that the bumps 9 are not pushed in more than necessary, so that the cantilever springs 8 are prevented from being damaged. is there. For example, the locking member 12 is formed in a fence shape as shown in FIG.
, The free ends of the plurality of cantilever springs 8 arranged in a row are simultaneously locked. This locking member 12 may be formed as a pillar-shaped locking member adjacent to each first electrode 3 instead of the fence shape.
【0013】また、図2に示すように上記シリコン基板
2の裏面には例えば金合金等からなるリボン状の弾性接
続部材10を介してパフォーマンスボード等のプリント
配線基板11が接続され、プリント配線基板11を介し
てコンタクタ1をテスタ(図示せず)側へ接続するよう
にしてある。リボン状の弾性接続部材10は同図に示す
ように折曲面10Aを有し、この折曲面10Aがシリコ
ン基板2裏面の周縁領域2Bに配列された第2電極5に
接続され、その他端がプリント配線基板11の電極11
Aに接続されている。この弾性接続部材10表面は、例
えば、ニッケルやニッケル−コバルト合金等のバネ力及
び靱性のある導電性金属膜によって形成され、リボン対
応のボンディング装置によって第2電極5に対して自動
接続できるようにしてある。As shown in FIG. 2, a printed wiring board 11 such as a performance board is connected to the back surface of the silicon substrate 2 via a ribbon-shaped elastic connecting member 10 made of, for example, a gold alloy. The contactor 1 is connected to a tester (not shown) via the cable 11. The ribbon-shaped elastic connection member 10 has a bent surface 10A as shown in the figure, and the bent surface 10A is connected to the second electrode 5 arranged in the peripheral region 2B on the back surface of the silicon substrate 2, and the other end is printed. Electrode 11 of wiring board 11
A is connected. The surface of the elastic connecting member 10 is formed of a conductive metal film having a spring force and a toughness, such as nickel or a nickel-cobalt alloy, so that it can be automatically connected to the second electrode 5 by a ribbon-compatible bonding device. It is.
【0014】次に、例えば図5及び図6を参照しながら
LIGA(Lithographie,Galvanoformung,Abformung)プ
ロセスを用いた本実施形態のコンタクタ1の製造方法に
ついて説明する。まず、図5の(a)に示すようにシリ
コン基板21表面にシリコン酸化膜21Aを形成した
後、その表面にレジスト膜22を形成する。次いで、バ
ンプ9のパターンに即したフォトマスク23を介して露
光した後、レジスト膜22を現像処理し、同図に示すよ
うにレジスト膜22に四角形の孔22Aを明ける。引き
続き、孔22Aの部分のシリコン酸化膜21Aを除去し
た後、シリコン基板21に異方性エッチングを施し、同
図の(b)に示すように逆四角錐台状の孔21Bを明け
た後、レジスト膜22及びシリコン酸化膜21Aを除去
する。更に、同図(c)に示すようにシリコン基板21
の表面に酸化膜24を形成し、その表面にチタン膜25
を形成する。次いで、レジスト塗布し、孔21Bに相当
する部分のレジスト膜を露光、現像処理により除去して
孔21Bを開口した後、タングステンカーバイド−コバ
ルト合金をスパッタリングし、同図の(d)に示すよう
にシリコン基板21の孔21Bをタングステンカーバイ
ド−コバルト合金で埋め、プローブ端子4のバンプ9の
四角錐台部(接触部)9Bに相当する部分を形成する。
シリコン酸化膜24がバンプ9の四角錐台部9Bをシリ
コン基板21の孔21Bから分離する時の分離層とな
り、チタン膜25が四角錐台部9Bを形成するタングス
テンカーバイド−コバルト合金の金属拡散防止用のバリ
ア層になる。Next, a method for manufacturing the contactor 1 of the present embodiment using the LIGA (Lithographie, Galvanoformung, Abformung) process will be described with reference to FIGS. 5 and 6, for example. First, as shown in FIG. 5A, after a silicon oxide film 21A is formed on the surface of the silicon substrate 21, a resist film 22 is formed on the surface. Next, after exposing through a photomask 23 conforming to the pattern of the bumps 9, the resist film 22 is subjected to development processing, and a rectangular hole 22A is formed in the resist film 22 as shown in FIG. Subsequently, after removing the silicon oxide film 21A in the portion of the hole 22A, the silicon substrate 21 is subjected to anisotropic etching, and as shown in FIG. The resist film 22 and the silicon oxide film 21A are removed. Further, as shown in FIG.
An oxide film 24 is formed on the surface of the substrate, and a titanium film 25 is formed on the surface.
To form Then, a resist is applied, and the resist film corresponding to the hole 21B is removed by exposure and development to open the hole 21B. Then, a tungsten carbide-cobalt alloy is sputtered, and as shown in FIG. The hole 21B of the silicon substrate 21 is filled with a tungsten carbide-cobalt alloy to form a portion corresponding to the truncated pyramid portion (contact portion) 9B of the bump 9 of the probe terminal 4.
The silicon oxide film 24 serves as a separation layer when separating the truncated pyramid portion 9B of the bump 9 from the hole 21B of the silicon substrate 21, and the titanium film 25 prevents metal diffusion of the tungsten carbide-cobalt alloy forming the truncated pyramid portion 9B. Barrier layer.
【0015】しかる後、図6の(a)に示すようにポリ
メチルメタクリレート(PMMA)を含有し透明度の高
いレジストを塗布して犠牲層26を形成し、この犠牲層
26に対して露光、現像処理を施し、バンプ9の四角錐
台部9Bの該当箇所に円形状または四角形状の孔26A
を形成する。透明度の高いPMMAを用いることにより
X等の光線が犠牲層26を直進して透過し、アスペクト
比の高い孔26Aを形成する。次いで、図6の(b)に
示すように電鋳処理により例えばニッケル合金で孔26
Aを埋め、バンプ9の円柱部9Aを形成する。次に、図
6の(b)で示す犠牲層26表面及びニッケル合金から
なる円柱部9Aの表面にチタン膜の分離層を形成し、更
にその表面にレジスト膜を形成した後、露光、現像処理
によりニッケル合金からなる円柱部9Aの該当箇所を開
口し、その部分のチタン膜をエッチング処理により除去
し円柱部9Aのニッケル合金を無垢の状態にする。更に
その表面にPMMAを含有するレジストを塗布し、犠牲
層27を形成した後、所定パターンを露光、現像処理に
より開口し犠牲層27にカンチレバーバネに相当する凹
部を形成し、図6の(c)に示すようにこの凹部を電鋳
処理によりニッケル合金で埋めてカンチレバーバネ8を
形成すると共にカンチレバーバネ8と円柱部9Aとを一
体化する。引き続き、図6の(c)と同様の処理を行っ
て犠牲層26と同一の樹脂からなる犠牲層28及びその
円柱孔28A及び係止部材12に相当する柵状の溝28
Bをそれぞれ形成する。そして、柵状溝28Bを残して
犠牲層28をマスキングし、柵状溝28Bを例えばポリ
シリコンで埋めて係止部材12を形成した後、電鋳処理
により円柱孔28Aにニッケル合金を埋めて図6の
(d)に示すように導電性支持柱7を形成し、結果とし
てシリコン基板21の表面の犠牲層26、27,28内
にプローブ端子4及び係止部材12を形成することがで
きる。次いで、このシリコン基板21をコンタクタ用の
シリコン基板2に接合し、導電性支持柱7をシリコン基
板2の第1電極3と接続すると共に係止部材12を第1
電極3に隣接した状態で、両シリコン基板2、21を一
体化する。次いで、フッ酸等で処理してプローブ端子4
を犠牲層26、27、28から分離する。Thereafter, as shown in FIG. 6A, a highly transparent resist containing polymethyl methacrylate (PMMA) is applied to form a sacrificial layer 26, which is exposed and developed. Then, a circular or square hole 26A is formed in the corresponding portion of the truncated pyramid portion 9B of the bump 9 by performing the processing.
To form By using PMMA having high transparency, light rays such as X travel straight through the sacrifice layer 26 and pass through to form holes 26A having a high aspect ratio. Next, as shown in FIG. 6B, the holes 26 are formed by electroforming, for example, with a nickel alloy.
A is filled, and a columnar portion 9A of the bump 9 is formed. Next, a separation layer of a titanium film is formed on the surface of the sacrifice layer 26 and the surface of the cylindrical portion 9A made of a nickel alloy as shown in FIG. 6B, and a resist film is further formed on the surface thereof. Then, the corresponding portion of the cylindrical portion 9A made of a nickel alloy is opened, and the titanium film in the portion is removed by etching to make the nickel alloy of the cylindrical portion 9A solid. Further, after applying a resist containing PMMA to the surface thereof to form a sacrificial layer 27, a predetermined pattern is opened by exposure and development to form a concave portion corresponding to a cantilever spring in the sacrificial layer 27, and FIG. As shown in (1), the concave portion is filled with a nickel alloy by electroforming to form the cantilever spring 8, and the cantilever spring 8 and the cylindrical portion 9A are integrated. 6C, the sacrificial layer 28 made of the same resin as the sacrificial layer 26, its cylindrical hole 28A, and the fence-shaped groove 28 corresponding to the locking member 12. Next, as shown in FIG.
B are respectively formed. Then, the sacrificial layer 28 is masked leaving the fence-shaped grooves 28B, and the fence-shaped grooves 28B are filled with, for example, polysilicon to form the locking members 12, and then the nickel alloy is filled in the cylindrical holes 28A by electroforming. 6D, the conductive support pillars 7 are formed, and as a result, the probe terminals 4 and the locking members 12 can be formed in the sacrificial layers 26, 27, 28 on the surface of the silicon substrate 21. Next, the silicon substrate 21 is joined to the silicon substrate 2 for the contactor, the conductive support pillar 7 is connected to the first electrode 3 of the silicon substrate 2 and the locking member 12 is
The two silicon substrates 2 and 21 are integrated in a state adjacent to the electrode 3. Next, the probe terminal 4 is treated with hydrofluoric acid or the like.
From the sacrificial layers 26, 27, 28.
【0016】更に、ボンディング装置を用いて弾性接続
部材10をシリコン基板2の第2電極5に接続すると共
にこの面に例えばワックス等を犠牲層として塗布し、弾
性接続部材10を犠牲層内に埋める。次いで、犠牲層表
面を研磨し、弾性接続部材10の自由端を同一高さに揃
えた後、プリント配線基板11と接合し、弾性接続部材
10の自由端をプリント配線基板11の電極11Aに接
続してプリント配線基板11をシリコン基板2と一体化
し、結果的にシリコン基板2とプリント配線基板11を
一体化する。その後、ワックスを除去すると、プリント
配線基板11に接続されたコンタクタ1を作製したこと
になる。Further, the elastic connection member 10 is connected to the second electrode 5 of the silicon substrate 2 using a bonding device, and at the same time, for example, wax or the like is applied as a sacrifice layer to this surface, and the elastic connection member 10 is embedded in the sacrifice layer. . Next, the surface of the sacrifice layer is polished, the free ends of the elastic connection members 10 are aligned at the same height, and then joined to the printed wiring board 11, and the free ends of the elastic connection members 10 are connected to the electrodes 11A of the printed wiring board 11. Then, the printed wiring board 11 is integrated with the silicon substrate 2, and as a result, the silicon substrate 2 and the printed wiring board 11 are integrated. After that, when the wax is removed, the contactor 1 connected to the printed wiring board 11 is produced.
【0017】次に、例えばコンタクタ1をプローブ装置
に装着した場合のコンタクタ1の動作について説明す
る。例えば図4に示すように、プローブ装置内でX、
Y、Z及びθ方向に移動可能な載置台30上にウエハW
を載置した後、載置台30がコンタクタ1の真下まで移
動し、位置合わせ機構を用いて各プローブ端子4とウエ
ハの各電極パッドの位置合わせを行う。次いで、載置台
30が上昇するとウエハWに形成された16個または3
2個分のICチップの電極パッドがコンタクタ1の全て
のプローブ端子4と一括接触する。更に、載置台30が
オーバドライブするとプローブ端子4に針圧が作用す
る。この際、ウエハWの各電極パッド間に高低差があっ
てもそれぞれの電極パッドの高さに応じてカンチレバー
バネ8が弾性変形してそれぞれの高低差を吸収すると共
に、プローブ端子4のバンプ9がカンチレバーバネ8の
バネ力で各電極パッド内に確実に食い込んで電極パッド
と電気的に接触し、テスタと各ICチップ間を導通し、
ICチップについて検査する。この際、図2に一点鎖線
で示すように係止部材12によってカンチレバーバネ8
のシリコン基板2側への余分な弾性変形を阻止し、カン
チレバーバネ8の損傷を防止している。その後、載置台
30が下降し、X方向またはY方向へ移動してウエハを
インデックス送りし、次の16個または32個分のIC
チップについて検査を行う。また、本実施形態では、コ
ンタクタ1とパフォーマンスボード等のプリント配線基
板11とが弾性接続部材10によって接続されているた
め、弾性接続部材10によってもウエハの電極パッドの
高低差を吸収することができ、しかもバンプ9の電極パ
ッドへの押し込み力を付与することができる。また、本
実施形態のコンタクタ1を装着したプローブ装置を半導
体製造プロセスに組み込んでインライン化すれば、プロ
セスの早期段階で不良品をスクリーニングすることがで
きる。Next, the operation of the contactor 1 when the contactor 1 is mounted on a probe device will be described. For example, as shown in FIG.
The wafer W is placed on the mounting table 30 movable in the Y, Z and θ directions.
After the mounting, the mounting table 30 is moved to a position directly below the contactor 1, and the positioning of each probe terminal 4 and each electrode pad of the wafer is performed using a positioning mechanism. Next, when the mounting table 30 is raised, 16 or 3 wafers formed on the wafer W are formed.
The electrode pads of the two IC chips contact all the probe terminals 4 of the contactor 1 at a time. Further, when the mounting table 30 is overdriven, a stylus pressure acts on the probe terminal 4. At this time, even if there is a height difference between the electrode pads of the wafer W, the cantilever spring 8 is elastically deformed according to the height of each electrode pad to absorb the height difference, and the bumps 9 of the probe terminals 4 are absorbed. Is surely cut into each electrode pad by the spring force of the cantilever spring 8 and makes electrical contact with the electrode pad, and conducts between the tester and each IC chip.
Inspect the IC chip. At this time, as shown by a dashed line in FIG.
Of the cantilever spring 8 is prevented from being excessively deformed toward the silicon substrate 2 side. Thereafter, the mounting table 30 is lowered, moved in the X direction or the Y direction, and index-feeds the wafer, and the next 16 or 32 ICs are mounted.
Inspect the chip. Further, in the present embodiment, since the contactor 1 and the printed wiring board 11 such as a performance board are connected by the elastic connection member 10, the height difference of the electrode pads of the wafer can be absorbed by the elastic connection member 10. In addition, a force for pushing the bump 9 into the electrode pad can be applied. Further, if the probe device equipped with the contactor 1 of the present embodiment is incorporated into a semiconductor manufacturing process and is inlined, defective products can be screened at an early stage of the process.
【0018】以上説明したように本実施形態によれば、
プローブ端子4は、シリコン基板2の表面全面に配列し
て形成された第1電極3上に立設された導電性支持柱7
と、この導電性支持柱7上端で導通自在に片持ち支持さ
れたカンチレバーバネ8と、このカンチレバーバネ8で
支持されたバンプ9とを有するため、ウエハの電極パッ
ドが狭ピッチ化し、ICチップ内の電極パッドの配列が
複数列になっても、これらの電極パッドの配列に対応し
てプローブ端子4を自由に配置することができると共に
検査中に発熱してもプローブ端子4の熱的影響を受ける
ことなく全てのプローブ端子4と電極パッド間の位置ず
れがなく正確且つ確実に接触し、しかもカンチレバーバ
ネ8によってウエハの反り等の起因する電極パッドの高
低差を吸収して良好なコンタクト特性を得ることがで
き、高精度の検査を行うことができる。また、本実施形
態のコンタクタ1はパフォーマンスボード等のプリント
配線基板11と弾性接続部材10を介して接続されてい
るため、ウエハに反り等があっても弾性接続部材10を
介してその反りを吸収し、コンタクタ1のコンタクト性
を更に高めることができる。また、カンチレバーバネ8
の自由端の下方に係止部材12を設けたため、カンチレ
バーバネ8の余分な弾性変形を阻止し、その損傷を防止
することができる、しかも、シリコン基板2に対するプ
ローブ端子4の取付作業を自動化することができる。As described above, according to the present embodiment,
The probe terminals 4 are electrically conductive support columns 7 erected on the first electrodes 3 formed on the entire surface of the silicon substrate 2.
And a cantilever spring 8 that is cantilevered at the upper end of the conductive support column 7 so as to be conductive, and a bump 9 that is supported by the cantilever spring 8, so that the pitch of the electrode pads on the wafer is reduced, and the IC chip Even if the arrangement of the electrode pads is arranged in a plurality of rows, the probe terminals 4 can be freely arranged corresponding to the arrangement of the electrode pads, and even if heat is generated during the inspection, the thermal influence of the probe terminals 4 can be reduced. There is no displacement between all the probe terminals 4 and the electrode pads without any displacement, and accurate and reliable contact is achieved. In addition, the cantilever spring 8 absorbs the difference in the height of the electrode pads caused by the warpage of the wafer and provides good contact characteristics. And a high-precision inspection can be performed. Further, since the contactor 1 of the present embodiment is connected to the printed wiring board 11 such as a performance board via the elastic connecting member 10, even if the wafer has a warp or the like, the warp is absorbed through the elastic connecting member 10. In addition, the contact property of the contactor 1 can be further improved. Also, cantilever spring 8
Of the cantilever spring 8 can be prevented from being excessively deformed and prevented from being damaged, and the operation of attaching the probe terminal 4 to the silicon substrate 2 can be automated. be able to.
【0019】次に、本発明の他の実施形態について図
7、図8を参照しながら説明する。図7及び図8に示す
コンタクタは基本的にはプローブ端子を異にする以外は
上記実施形態に準じて構成されているため、上記実施形
態と同一または相当部分には同一符号を附して説明す
る。図7に示すプローブ端子4は、正方形状の第1電極
3上の対角線上の隅角部にそれぞれ立設された一対の導
電性支持柱7と、この導電性支持柱7上端で支持された
正方形の枠状の支持プレート8と、この支持プレート8
の対角線上に一体に形成された架設部8Aの中央部で支
持されたバンプ9とを有している。そして、同図に示す
ようにバンプ9は先端に平坦面を有する円柱状に形成さ
れている。このプローブ端子4の場合には上記実施形態
の場合のように全端が尖っていないため、電極パッド上
に半田バンプが形成されたウエハの検査を行う場合に好
適に用いることができる。つまり、バンプ9の先端が平
坦面であるため、プローブ端子4が半田バンプに接触
し、オーバドライブが掛かってもプローブ端子4のバン
プ9が半田バンプ内に食い込まず、半田バンプと平坦面
全面で電気的に接触してICチップの検査を行うことが
でき、しかも、半田バンプの高低差は架設部8Aの弾性
変形によって吸収することができ、上記実施形態と同様
の作用効果を期することができる。従って、バンプ9が
半田バンプに対して垂直に押し当てるため、検査後のリ
フロー時にゴミ等が半田バンプ内に入り込むことなく半
田バンプを元の形態に戻すことができ、各ICチップを
フリップチップ実装用のKGDとして提供することがで
きる。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The contactors shown in FIGS. 7 and 8 are basically configured according to the above embodiment except that the probe terminals are different, and therefore the same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals. I do. The probe terminal 4 shown in FIG. 7 is supported by a pair of conductive support columns 7 erected at diagonal corners on the first electrode 3 having a square shape, and the upper end of the conductive support column 7. A support plate 8 having a square frame shape;
And a bump 9 supported at the center of a bridge portion 8A integrally formed on the diagonal line of the bridge. As shown in the figure, the bump 9 is formed in a columnar shape having a flat surface at the tip. In the case of the probe terminal 4, since all the ends are not sharp as in the case of the above-described embodiment, the probe terminal 4 can be suitably used when inspecting a wafer having a solder bump formed on an electrode pad. That is, since the tip of the bump 9 is a flat surface, the probe terminal 4 comes into contact with the solder bump, and even if overdrive is applied, the bump 9 of the probe terminal 4 does not bite into the solder bump, and The IC chip can be inspected by making electrical contact, and the height difference of the solder bumps can be absorbed by the elastic deformation of the erection portion 8A, and the same operation and effect as in the above embodiment can be expected. it can. Therefore, since the bumps 9 are pressed vertically against the solder bumps, the solder bumps can be returned to the original form without dust or the like entering the solder bumps during reflow after inspection, and each IC chip can be flip-chip mounted. Can be provided as a KGD.
【0020】また、図8に示すプローブ端子4はアルミ
ニウムパッド用として用いるもので、このプローブ端子
4は、図7に示す支持プレート8の架設部8Aが中心で
切断された一対のカンチレバーバネ部8B、8Bとして
形成され、しかもそれぞれの先端の間に僅かな隙間が形
成された状態になっている。そして、一対のカンチレバ
ーバネ部8B、8Bの自由端部に、四角柱状または円柱
状のバンプ9を縦方向に二つ持つ分割バンプ9A、9A
が固定されている。このプローブ端子4の場合には、プ
ローブ端子4がアルミニウムパッドに接触すると、分割
バンプ9A、9Aがカンチレバーバネ部8B、8Bのバ
ネ力に抗して第2電極3側に押し込まれると共に分割バ
ンプ9A、9Aが分割面が接触して一つのバンプになっ
てアルミニウムパッドと電気的に接触し、図7に示した
コンタクタと同様の検査を行うことができ、同様の作用
効果を期することができる。The probe terminal 4 shown in FIG. 8 is used for an aluminum pad. This probe terminal 4 is composed of a pair of cantilever spring portions 8B cut at the center of the bridging portion 8A of the support plate 8 shown in FIG. , 8B, and a small gap is formed between the respective tips. Then, split bumps 9A, 9A having two rectangular or columnar bumps 9 in the vertical direction at the free ends of the pair of cantilever spring portions 8B, 8B.
Has been fixed. In the case of the probe terminal 4, when the probe terminal 4 comes into contact with the aluminum pad, the split bumps 9A, 9A are pushed toward the second electrode 3 against the spring force of the cantilever spring portions 8B, 8B, and the split bumps 9A are pressed. , 9A are in contact with the aluminum pad as one bump by the contact of the divided surfaces, and the same inspection as the contactor shown in FIG. 7 can be performed, and the same operation and effect can be expected. .
【0021】尚、上記実施形態ではプローブ端子4をニ
ッケルベースで製造する場合について説明したが、パラ
ジウム等の貴金属を用いることもできる。また、上記実
施形態では分離層としてチタンを用いたがチタンに代え
て銀等も用いることができる。また、図7、図8に示す
バンプは図1、図2に示す四角錐台部を有するバンプと
して形成しても良く、また、プローブ端子4のバンプ9
を除いた部分を絶縁膜で保護しても良く、また、プロー
ブ端子の形状及び配列は上記実施形態に何等制限される
ものではなく、カンチレバーバネ8の弾性を利用する形
状及び配列であれば良い。また、バンプ自体をプローブ
端子としてシリコン基板等の基板に直接設けても良い。In the above embodiment, the case where the probe terminal 4 is manufactured based on nickel is described, but a noble metal such as palladium may be used. In the above embodiment, titanium is used as the separation layer, but silver or the like can be used instead of titanium. The bumps shown in FIGS. 7 and 8 may be formed as bumps having truncated pyramids shown in FIGS.
May be protected by an insulating film, and the shape and arrangement of the probe terminals are not limited to the above embodiment, and may be any shapes and arrangements utilizing the elasticity of the cantilever spring 8. . Alternatively, the bumps themselves may be directly provided on a substrate such as a silicon substrate as probe terminals.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明の請求項1〜請求項4に記載の発
明によれば、プローブ端子の配列に自由度が高く、被検
査体の任意の電極配列に即してプローブ端子を配列する
ことができ、しかも被検査体に形成された複数の素子を
同時に検査することができ、検査時の熱的影響を受け難
くコンタクト性に優れ正確且つ確実に接触して高精度の
検査を行うことができるコンタクタを提供することがで
きる。According to the first to fourth aspects of the present invention, the degree of freedom in the arrangement of the probe terminals is high, and the probe terminals are arranged in accordance with an arbitrary electrode arrangement of the device under test. It is possible to inspect a plurality of elements formed on the device under test at the same time. Can be provided.
【図1】本発明のコンタクタの一実施形態の要部を拡大
して示す平面図である。FIG. 1 is an enlarged plan view showing a main part of a contactor according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すコンタクタを示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the contactor shown in FIG.
【図3】図1に示すコンタクタの表面全体を示す平面図
である。FIG. 3 is a plan view showing the entire surface of the contactor shown in FIG. 1;
【図4】図1に示すコンタクタの裏面全体を示す平面図
である。FIG. 4 is a plan view showing the entire back surface of the contactor shown in FIG. 1;
【図5】(a)〜(d)は図1に示すプローブ端子のバ
ンプ部分を製造する工程を示す図である。5 (a) to 5 (d) are views showing steps for manufacturing a bump portion of the probe terminal shown in FIG.
【図6】(a)〜(d)は図1に示すプローブ端子のバ
ンプ部分以外の部分を製造する工程を示す図である。6 (a) to 6 (d) are views showing steps of manufacturing a portion other than the bump portion of the probe terminal shown in FIG.
【図7】本発明のコンタクタの他の実施形態の要部を示
す図で、(a)はその平面図、(b)は(a)の側面図
である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a main part of another embodiment of the contactor of the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a side view of FIG.
【図8】本発明のコンタクタの更に他の実施形態の要部
を示す図で、(a)はその平面図、(b)は(a)の側
面図である。FIG. 8 is a view showing a main part of still another embodiment of the contactor of the present invention, wherein (a) is a plan view thereof, and (b) is a side view of (a).
1 コンタクタ 2 シリコン基板 3 第1電極 4 プローブ端子 5 第2電極 7 導電性支持柱 8 カンチレバーバネ、弾性支持プレート 8A 架設部 8B カンチレバーバネ部 9 バンプ 9A 円柱部(支持部) 9B 四角錐台部(接触部) 10 弾性接続部材 12 係止部材 Reference Signs List 1 contactor 2 silicon substrate 3 first electrode 4 probe terminal 5 second electrode 7 conductive support column 8 cantilever spring, elastic support plate 8A erection portion 8B cantilever spring portion 9 bump 9A cylindrical portion (support portion) 9B square pyramid portion ( Contact part) 10 elastic connecting member 12 locking member
フロントページの続き Fターム(参考) 2G011 AA16 AA21 AB01 AB06 AB08 AC14 AE03 AF01 4M106 AA01 AA02 BA01 BA14 DD03 DD04 DD09 DD10 DD16 DJ32Continued on the front page F-term (reference) 2G011 AA16 AA21 AB01 AB06 AB08 AC14 AE03 AF01 4M106 AA01 AA02 BA01 BA14 DD03 DD04 DD09 DD10 DD16 DJ32
Claims (4)
複数の第1電極と、これらの電極にそれぞれ設けられた
プローブ端子と、これらのプローブ端子及び第1電極に
対応して上記基板の他方の面の周縁領域に配列された複
数の第2電極と、これらの第2電極とテスタ側の配線基
板とを電気的に接続する弾性接続部材とを備え、被検査
体に形成された複数の素子に複数回に分けて接触して上
記被検査体の電気的特性検査を行うコンタクタであっ
て、上記プローブ端子は、第1電極上に立設された導電
性支持部材と、この導電性支持部材上端で導通自在に片
持ち支持された弾性支持プレートと、この弾性支持プレ
ートの自由端部で支持されたバンプとを有することを特
徴とするコンタクタ。1. A plurality of first electrodes arranged in a central region of one surface of a substrate, probe terminals respectively provided on these electrodes, and the substrate corresponding to the probe terminals and the first electrodes. A plurality of second electrodes arranged in a peripheral region of the other surface of the first surface, and an elastic connection member for electrically connecting the second electrodes to a wiring board on the tester side, and formed on the device under test. A contactor for performing an electrical characteristic test on the device under test by contacting a plurality of elements in a plurality of times, wherein the probe terminal comprises: a conductive support member erected on a first electrode; A contactor comprising: an elastic support plate supported at the upper end of a flexible support member in a cantilever manner so as to be conductive; and a bump supported by a free end of the elastic support plate.
複数の第1電極と、これらの電極にそれぞれ設けられた
プローブ端子と、これらのプローブ端子及び第1電極に
対応して上記基板の他方の面の周縁領域に配列された複
数の第2電極と、これらの第2電極とテスタ側の配線基
板とを電気的に接続する弾性接続部材とを備え、被検査
体に形成された複数の素子に複数回に分けて接触して上
記被検査体の電気的特性検査を行うコンタクタであっ
て、上記プローブ端子は、第1電極上に立設された導電
性支持部材と、この導電性支持部材上端で互いに先端を
接近させて導通自在に片持ち支持された一対の弾性支持
プレートと、各弾性支持プレートの自由端部で支持され
た一対のバンプとを有することを特徴とするコンタク
タ。2. A plurality of first electrodes arranged in a central region on one surface of a substrate, probe terminals provided on these electrodes, and the substrate corresponding to the probe terminals and the first electrodes. A plurality of second electrodes arranged in a peripheral region of the other surface of the first surface, and an elastic connection member for electrically connecting the second electrodes to a wiring board on the tester side, and formed on the device under test. A contactor for performing an electrical characteristic test on the device under test by contacting a plurality of elements in a plurality of times, wherein the probe terminal comprises: a conductive support member erected on a first electrode; A contactor comprising: a pair of elastic support plates supported at the upper ends of the elastic support members with their ends close to each other so as to be freely conductive and cantilevered; and a pair of bumps supported at the free ends of the respective elastic support plates. .
板側への接近を規制する係止部材を設けたことを特徴と
する請求項1または請求項2に記載のコンタクタ。3. The contactor according to claim 1, further comprising a locking member for restricting the free end of the elastic support plate from approaching the substrate.
複数の第1電極と、これらの電極にそれぞれ設けられた
プローブ端子と、これらのプローブ端子及び第1電極に
対応して上記基板の他方の面の周縁領域に配列された複
数の第2電極と、これらの第2電極とテスタ側の配線基
板とを電気的に接続する弾性接続部材とを備え、被検査
体に形成された複数の素子に複数回に分けて接触して上
記被検査体の電気的特性検査を行うコンタクタであっ
て、上記プローブ端子は、第1電極上に立設された導電
性支持部材と、この導電性支持部材上端で支持された導
電性環状プレートと、この導電性環状プレートと一体に
形成された弾性架設部中央で支持されたバンプとを有す
ることを特徴とするコンタクタ。4. A plurality of first electrodes arranged in a central region on one surface of the substrate, probe terminals provided on these electrodes, and the substrate corresponding to the probe terminals and the first electrodes. A plurality of second electrodes arranged in a peripheral region of the other surface of the first surface, and an elastic connection member for electrically connecting the second electrodes to a wiring board on the tester side, and formed on the device under test. A contactor for performing an electrical characteristic test on the device under test by contacting a plurality of elements in a plurality of times, wherein the probe terminal comprises: a conductive support member erected on a first electrode; A contactor comprising: a conductive annular plate supported at an upper end of a flexible support member; and a bump supported at the center of an elastic erection portion formed integrally with the conductive annular plate.
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