JP2001127122A - Component for insulatively fixing probe - Google Patents
Component for insulatively fixing probeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の
半導体デバイス製造工程において、シリコンウェハーの
チップテストを行うテスターのプローブカードに組込ま
れたプローブの絶縁固定用部品に関する。The present invention relates to a component for insulating and fixing a probe incorporated in a probe card of a tester for performing a chip test of a silicon wafer in a process of manufacturing a semiconductor device such as an IC or an LSI.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シリコンウェハーに形成されたチ
ップの回路検査用にテスターが用いられている。回路検
査は、このテスターに接続されたプローブカードのプロ
ーブを介してチップと接続することにより行われる。2. Description of the Related Art Conventionally, a tester has been used for circuit inspection of a chip formed on a silicon wafer. The circuit inspection is performed by connecting to a chip via a probe of a probe card connected to the tester.
【０００３】プローブカードは多数の微細なプローブを
有しており、これらプローブは絶縁性の固定用部品に固
定されている。前記固定された多数のプローブを各チッ
プの電極と接続することで、数ミリの大きさのチップの
電気特性を検査するものである。[0003] A probe card has a large number of fine probes, and these probes are fixed to insulating fixing parts. By connecting a large number of the fixed probes to the electrodes of each chip, the electrical characteristics of a chip having a size of several millimeters are inspected.
【０００４】前記固定用部品は、従来、角型、リング状
などの特殊な加工を施したセラミックスが用いられてい
る。Conventionally, ceramics which have been subjected to special processing such as a square shape and a ring shape are used as the fixing parts.
【０００５】このセラミックスには、強度と絶縁性に優
れたアルミナセラミックスや、加工性と絶縁性に優れた
ガラス系マシナブルセラミックスが用いられている。As the ceramics, alumina ceramics having excellent strength and insulating properties, and glass-based machinable ceramics having excellent workability and insulating properties are used.
【０００６】ところが、上記の絶縁固定用部品にアルミ
ナセラミックスやガラス質を含むガラス系マシナブルセ
ラミックスを用いる場合、これらセラミックスの熱膨張
係数は、６．５〜１０×１０-6１／℃であり、シリコン
ウェハーの熱膨張係数３〜４×１０-6１／℃よりもかな
り大きい。このため、バーインテスト時の熱膨張差によ
るパンプずれが生じていた。However, when alumina-based ceramics or glass-based machinable ceramics including vitreous materials are used for the above-mentioned insulating fixing parts, the thermal expansion coefficients of these ceramics are 6.5 to 10 × 10 -6 1 / ° C. And the thermal expansion coefficient of the silicon wafer is significantly larger than 3 to 4 × 10 −6 1 / ° C. For this reason, a pump displacement occurred due to a difference in thermal expansion during the burn-in test.
【０００７】従来パーインテストは１２５℃で行われて
いたが、最近は約４００℃までのパーインテストが要求
されるようになり、このためセラミックスとシリコンウ
ェハーとの熱膨張差が更に問題となっている。Conventionally, the per-in test has been performed at 125 ° C., but recently a per-in test up to about 400 ° C. has been required. Therefore, the difference in thermal expansion between ceramics and a silicon wafer has become a further problem. Has become.
【０００８】ガラスセラミックスはシリコンウェハーに
近い熱膨張係数を有しているので、この点では特に問題
はない。しかし、高温時における強度が低く、更に加工
時にチッピングが多い上、加工性自体にも問題がある。[0008] Since glass ceramics have a thermal expansion coefficient close to that of a silicon wafer, there is no particular problem in this respect. However, strength at low temperatures is low, chipping often occurs during processing, and there is a problem in workability itself.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記問
題を解決するため種々検討しているうちに、セラミック
スとして高純度のムライトセラミックスを用いると、こ
のセラミックスは低熱膨張性でシリコンウェハーとの熱
膨張差が小さいこと、更に緻密化することにより強度が
ガラス系セラミックスよりも優れていること、しかもア
ルミナセラミックスよりも加工性に優れていること等を
見出した。本発明は、上記知見に基づき完成するに至っ
たものである。従って、本発明の目的は上記問題を解決
する絶縁固定用部品を提供することにある。While the present inventors have been conducting various studies to solve the above problems, if high-purity mullite ceramics are used as the ceramics, the ceramics have a low thermal expansion property and a silicon wafer. It has been found that the difference in thermal expansion between them is small, that they are more dense, and that their strength is better than glass-based ceramics, and that they are more workable than alumina ceramics. The present invention has been completed based on the above findings. Accordingly, an object of the present invention is to provide an insulating fixing part which solves the above-mentioned problem.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は以下に示すものである。 〔１〕 半導体チップを形成したシリコンウェハーのチ
ップテストに用いるプローブカードに組込まれたプロー
ブの絶縁固定用部品であって、ムライトセラミックスか
らなることを特徴とするプローブの絶縁固定用部品。 〔２〕 前記ムライトセラミックスのＡｌ2Ｏ3含有量が
７０〜７３重量％、ＳiＯ2含有量が２７〜３０重量％で
あり、両者の合計重量が９８重量％以上である〔１〕に
記載の絶縁固定用部品。 〔３〕 前記ムライトセラミックス焼結体が、嵩密度が
３．０ｇ／ｃｍ3以上で、熱膨張係数が３．０〜４．５
×１０-6１／℃である〔１〕又は〔２〕に記載の絶縁固
定用部品。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for achieving the above object is as follows. [1] A component for insulating and fixing a probe incorporated in a probe card used for a chip test of a silicon wafer on which a semiconductor chip is formed, wherein the component is made of mullite ceramics. [2] The mullite ceramic according to [1], wherein the Al 2 O 3 content is 70 to 73% by weight, the SiO 2 content is 27 to 30% by weight, and the total weight of both is 98% by weight or more. Insulation fixing parts. [3] The mullite ceramic sintered body has a bulk density of 3.0 g / cm 3 or more and a coefficient of thermal expansion of 3.0 to 4.5.
The insulating fixing part according to [1] or [2], which has a temperature of × 10 −6 1 / ° C.
【００１１】以下、本発明を図面を参照しながら詳細に
説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１は、シリコンウェハーにプロ
ーブカードを接続した状態を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state where a probe card is connected to a silicon wafer.
【００１３】図１中、１００はプローブカードを示し、
ムライトセラミックス製絶縁固定用部品２上に回路基板
４が取付けられている。６はプローブで、その一端はハ
ンダ８により回路基板４の回路に接続されていると共
に、プローブ６の他端は前記回路基板４、および絶縁固
定用部品２を貫通して、絶縁固定用部品２の下方に突出
されている。In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a probe card,
A circuit board 4 is mounted on a mullite ceramic insulation fixing part 2. Reference numeral 6 denotes a probe, one end of which is connected to the circuit of the circuit board 4 by solder 8, and the other end of the probe 6 penetrates the circuit board 4 and the insulating fixing component 2, and It is projected below.
【００１４】なお、１０は樹脂で、これによりプローブ
６は絶縁固定用部品２に固着されて位置固定されてお
り、その位置精度は数μｍが要求されている。Reference numeral 10 denotes a resin, whereby the probe 6 is fixed to the insulating fixing part 2 and fixed in position, and its position accuracy is required to be several μm.
【００１５】１２はシリコンウェハーで、これにチップ
（不図示）が多数形成されている。Reference numeral 12 denotes a silicon wafer on which a number of chips (not shown) are formed.
【００１６】１４は前記シリコンウェハーのチップに形
成された電極で、この電極１４と、前記プローブ６の他
端とが接触して、チップの検査が行われるものである。
即ち、前記プローブ６によりチップと回路基板４、更に
はテスター（不図示）とが接続される。Reference numeral 14 denotes an electrode formed on the chip of the silicon wafer. The electrode 14 comes into contact with the other end of the probe 6 to inspect the chip.
That is, the probe 6 connects the chip to the circuit board 4 and further to a tester (not shown).
【００１７】本発明のムライトセラミックス絶縁固定用
部品２は様々の形状をとり得、特に形状が限定されるも
のではない。The mullite ceramic insulation fixing part 2 of the present invention can take various shapes, and the shape is not particularly limited.
【００１８】絶縁固定用部品２の材料であるムライトセ
ラミックスは、焼結用原料粉を常法により成形し、焼結
することにより製造する。成型法としては、一軸成形、
ＣＩＰ成形、鋳込み成形、押出成形等任意の成形方法が
採用でき、特に制限は無い。更に、ホットプレスやＨＩ
Ｐによる熱間成形等の方法により、絶縁固定用部品の緻
密化を行うこともできる。The mullite ceramic, which is the material of the insulation fixing part 2, is manufactured by molding a raw material powder for sintering by a conventional method and sintering it. As the molding method, uniaxial molding,
Any molding method such as CIP molding, cast molding, and extrusion molding can be adopted, and there is no particular limitation. Furthermore, hot press and HI
Densification of the insulation fixing component can also be performed by a method such as hot forming with P.
【００１９】焼結は大気中、１６００〜１８００℃、３
〜１０時間かけて焼成することが好ましい。The sintering is performed in the atmosphere at 1600 to 1800 ° C., 3
It is preferable to bake for 10 to 10 hours.
【００２０】本発明の絶縁固定用部品の製造に用いるム
ライトセラミックスは、Ａｌ2Ｏ3含有量が７０〜７３重
量％、ＳiＯ2含有量が２７〜３０重量％であり、両者の
合計重量が９８重量％以上のものである。The mullite ceramic used for manufacturing the insulating fixing part of the present invention has an Al 2 O 3 content of 70 to 73% by weight, a SiO 2 content of 27 to 30% by weight, and a total weight of both is 98%. % By weight or more.
【００２１】前記ムライトセラミックスは、ムライト結
晶（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）組成に近い高純度のもの
が望ましい。Ａｌ2Ｏ3含有量が７３重量％を超える場合
は、α−Ａｌ2Ｏ3結晶が生成し、熱膨張係数が大きくな
るので、好ましくない。It is desirable that the mullite ceramic has a high purity close to the mullite crystal (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) composition. If the Al 2 O 3 content exceeds 73% by weight, α-Al 2 O 3 crystals are formed, and the coefficient of thermal expansion increases, which is not preferable.
【００２２】ＳｉＯ2含有量が３０重量％を超える場合
は、クリストバライトが生成し、熱膨張係数は低下する
ものの、強度も低下する。更に、焼成時の残留応力の影
響と思われる加工時の割れが頻繁に生じ、好ましくな
い。When the SiO 2 content exceeds 30% by weight, cristobalite is formed and the thermal expansion coefficient is reduced, but the strength is also reduced. Further, cracking during processing, which is considered to be affected by residual stress during firing, frequently occurs, which is not preferable.
【００２３】前記ムライトセラミックスは、嵩密度が
３．０ｇ／ｃｍ3以上で、熱膨張係数が３．０〜４．５
×１０-6１／℃のものである。The mullite ceramic has a bulk density of 3.0 g / cm 3 or more and a coefficient of thermal expansion of 3.0 to 4.5.
× 10 −6 1 / ° C.
【００２４】嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ3未満の場合、気
孔率は５％以上になる。この場合は、孔径数十μｍの大
きな気孔を内包し、数十μｍの細穴加工を必要とする絶
縁固定用部品の材料としては適さない。When the bulk density is less than 3.0 g / cm 3 , the porosity becomes 5% or more. In this case, it is not suitable as a material for an insulating and fixing component that contains large pores having a hole diameter of several tens of μm and requires fine holes of several tens of μm.
【００２５】ムライトセラミックスの焼結性を向上させ
るため、ＺｎＯ2やＭｇＯ等の焼結助剤を添加すること
が出来る。これら焼結助剤の添加量は、熱膨張係数が本
発明で規定する範囲以上に大きくならない範囲で任意量
を添加できるが、通常約１重量％以内が好ましい。In order to improve the sinterability of the mullite ceramic, a sintering aid such as ZnO 2 or MgO can be added. The addition amount of these sintering aids can be any amount as long as the coefficient of thermal expansion does not become larger than the range specified in the present invention, but is preferably about 1% by weight or less.
【００２６】本発明の絶縁固定用部品を用いてプローブ
カードを製造する方法は、当業者に公知の従来技術であ
る。The method of manufacturing a probe card using the insulating fixing part of the present invention is a conventional technique known to those skilled in the art.
【００２７】なお、上記説明においては、垂直ニードル
タイプのプローブカードを用いて説明したが、これに限
られず、水平ニードルタイプや、その他のいずれのタイ
プのプローブカードにも本絶縁固定用部品を使用でき
る。In the above description, the vertical needle type probe card is used. However, the present invention is not limited to this, and the horizontal fixing type or any other type of probe card uses the insulating fixing part. it can.
【００２８】以下、実施例により本発明を更に具体的に
説明する。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
【００２９】[0029]
【実施例】実施例１ 原料粉を成形し、これを１７００℃で５時間焼成するこ
とにより、緻密な高純度な焼結体、即ちムライトセラミ
ックスを得た。嵩密度は３．１０ｇ／ｃｍ3であった。
Ａｌ2Ｏ3含有量は７１．７重量％、ＳｉＯ2含有量２
７．９重量％で、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2との合計重量は９
９．６重量％であった。Example 1 A raw material powder was molded and fired at 1700 ° C. for 5 hours to obtain a dense, high-purity sintered body, that is, a mullite ceramic. The bulk density was 3.10 g / cm 3 .
Al 2 O 3 content is 71.7% by weight, SiO 2 content is 2
7.9% by weight, and the total weight of Al 2 O 3 and SiO 2 is 9
It was 9.6% by weight.
【００３０】上記ムライトセラミックスの曲げ強度は３
００ＭＰａであり、これはアルミナセラミックスの曲げ
強度の約３６０ＭＰａには劣るものの、ガラス系セラミ
ックスの約１６０ＭＰａよりは遥かに優れた強度を有す
るものであった。The bending strength of the mullite ceramic is 3
It was 00 MPa, which was inferior to the bending strength of alumina ceramics of about 360 MPa, but far superior to that of glass-based ceramics of about 160 MPa.
【００３１】上記ムライトセラミックス焼結体を常法に
より加工して、図１に示す形状の断面凹型の絶縁固定用
部品を製造した。The mullite ceramic sintered body was processed by a conventional method to produce a concave-shaped insulating fixing part having a shape shown in FIG.
【００３２】加工性は、アルミナセラミックスよりも優
れており、加工割れ等も認められなかった。The workability was superior to that of alumina ceramics, and no processing cracks were observed.
【００３３】上記絶縁固定用部品の熱膨張係数は３．８
×１０-6１／℃であった。The thermal expansion coefficient of the insulating fixing part is 3.8.
× 10 −6 1 / ° C.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の絶縁固定用部品は、材料として
特定の高純度ムライトセラミックスを用いているので、
熱膨張係数がシリコンウェハーに近い。このため、これ
を用いて製造するプローブカードは、高温雰囲気におい
てもプローブの位置ずれが生じ難く、確実にシリコンウ
ェハーのチップの検査が出来る。更に、材料のムライト
セラミックスは高温時における強度がガラス系セラミッ
クスよりも高く、その上加工性も良いものである。The insulation fixing part of the present invention uses a specific high-purity mullite ceramic as a material.
The coefficient of thermal expansion is close to that of a silicon wafer. For this reason, the probe card manufactured using the probe card is unlikely to cause displacement of the probe even in a high-temperature atmosphere, and can surely inspect the chip of the silicon wafer. Further, the mullite ceramic as a material has a higher strength at high temperatures than a glass-based ceramic and has good workability.
【図１】 シリコンウェハーに、本発明の絶縁固定用部
品を組込んだプローブカードを接続した状態を示す概念
図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state in which a probe card incorporating a component for insulating and fixing according to the present invention is connected to a silicon wafer.
２ 絶縁固定用部品 ４ 回路基板 ６ プローブ ８ ハンダ １０ 樹脂 １２ シリコンウェハー １４ 電極 １００ プローブカード 2 Insulation fixing parts 4 Circuit board 6 Probe 8 Solder 10 Resin 12 Silicon wafer 14 Electrode 100 Probe card
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA10 AG04 2G011 AA17 AB06 AB07 AE03 4M106 AA01 AA02 BA01 DD04 DD30 DJ32 DJ33 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2G003 AA10 AG04 2G011 AA17 AB06 AB07 AE03 4M106 AA01 AA02 BA01 DD04 DD30 DJ32 DJ33
Claims (3)
ーのチップテストに用いるプローブカードに組込まれた
プローブの絶縁固定用部品であって、ムライトセラミッ
クスからなることを特徴とするプローブの絶縁固定用部
品。An insulated fixing part for a probe incorporated in a probe card used for a chip test of a silicon wafer on which a semiconductor chip is formed, wherein the part is made of mullite ceramics.
有量が７０〜７３重量％ 、ＳiＯ2含有量が２７〜３０
重量％であり、両者の合計重量が９８重量％以上である
請求項１に記載の絶縁固定用部品。2. The mullite ceramic has an Al 2 O 3 content of 70 to 73% by weight and a SiO 2 content of 27 to 30%.
2. The insulating fixing part according to claim 1, wherein the total weight is 98% by weight or more. 3.
密度が３．０ｇ／ｃｍ3以上で、熱膨張係数が３．０〜
４．５×１０-6１／℃である請求項１又は２に記載の絶
縁固定用部品。3. The mullite ceramic sintered body has a bulk density of 3.0 g / cm 3 or more and a thermal expansion coefficient of 3.0 to 3.0.
The insulating fixing part according to claim 1, wherein the temperature is 4.5 × 10 −6 1 / ° C. 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30815699A JP2001127122A (en) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Component for insulatively fixing probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30815699A JP2001127122A (en) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Component for insulatively fixing probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127122A true JP2001127122A (en) | 2001-05-11 |
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ID=17977581
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| JP30815699A Pending JP2001127122A (en) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Component for insulatively fixing probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001127122A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009074823A (en) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Wiring board for electronic component inspection device, and its manufacturing method |
| CN111103445A (en) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 普因特工程有限公司 | Guide plate for probe card, method for manufacturing same, and probe card provided with same |
-
1999
- 1999-10-29 JP JP30815699A patent/JP2001127122A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009074823A (en) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Wiring board for electronic component inspection device, and its manufacturing method |
| CN111103445A (en) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 普因特工程有限公司 | Guide plate for probe card, method for manufacturing same, and probe card provided with same |
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