JP2003124270A - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同測ＤＵＴ数や同測ＤＵＴ配列を容易に変更
することができると共に、針の交換作業を容易に行うこ
とができるプローブカードを提供する。 【解決手段】 プローブカードは、カード本体部１０
と、一又は複数の針ユニット２０とを備える。針ユニッ
ト２０は、枠体２１と、複数の針とを有する。針の一方
の端部は枠体２１の側部から外側に引き出されており、
針の他方の端部は枠体２１から内側下方に引き出されて
いる。カード本体部１０は、配線パターンが形成された
基板１１と、基板１１に形成された複数の貫通孔部１２
と、各貫通孔部１２における基板１１の内側面に設けら
れた、針の一方の端部を配線と電気的に接続するための
接続部とを有する。針ユニット２０は、カード本体部１
０の貫通孔部１２に着脱可能となるように取り付けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ上に
形成されたＩＣデバイス（チップ）の電気的特性を検査
するためのプローバに使用されるプローブカードに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ上に形成されたＩＣデバイ
スの電気的特性を検査する場合には、プローバが用いら
れる。かかるプローバはプローブカードを備えている。
プローブカードは、各ＩＣデバイスの電極を所定のテス
ト用回路と接続するために、それらの電極の配置に対応
させて複数の針を配列したカードである。従来、プロー
ブカードとしては、カード本体に針が一体的に取り付け
られたものが使用されている。このため、各プローブカ
ード毎に、同時に測定できる被測定デバイスの数（同測
ＤＵＴ（device under test）数）、同時に測定できる
被測定デバイスの配列（同測ＤＵＴ配列）は予め決めら
れていた。

【０００３】半導体ウエハ上に形成された各ＩＣデバイ
スの電気的特性を検査する場合には、まず、プローブカ
ードの針とＩＣデバイスの電極とを接触させた状態で、
プローブカードを半導体ウエハに対して押圧する。次
に、テスタからプローブカードに所定の電気信号を送る
ことにより、各ＩＣデバイスの電気的特性を検査する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当初、ある
プローブカードを使用してＩＣデバイスの検査を行って
いたが、その後、製造上の事情等により、例えば、同測
ＤＵＴ数を増やしたい、同測ＤＵＴ配列を変更したいと
いう要求が出される場合がある。しかしながら、従来
は、プローブカードとして、カード本体に針が一体的に
取り付けられたものが使用されていたので、同じプロー
ブカードをそのまま使用して同測ＤＵＴ数や同測ＤＵＴ
配列を変更することは困難である。このため、上記の場
合には、プローブカード自体を再度作り直していた。

【０００５】また、プローブカードの針は使用回数が増
加することにより、針が故障してしまうことがある。こ
の場合、その故障した針を交換しなければならないが、
従来は、当該針だけを交換することはできず、プローブ
カード全体を修理に出していた。したがって、この修理
の期間、半導体ウエハの生産に支障がでるという問題も
あった。

【０００６】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、同測ＤＵＴ数や同測ＤＵＴ配列を容易に変更す
ることができると共に、針の交換作業を容易に行うこと
ができるプローブカードを提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明に係るプローブカードは、枠体
と複数の針とを有し、前記針の一方の端部が前記枠体の
側部から外側に引き出されており前記針の他方の端部が
前記枠体から内側下方に引き出されている一又は複数の
針ユニットと、配線パターンが形成された基板と、前記
基板に形成された複数の貫通孔部と、前記各貫通孔部に
おける前記基板の内側面に設けられた、前記針の一方の
端部を前記配線と電気的に接続するための接続部とを有
する本体部と、を備え、前記針ユニットが前記本体部の
前記貫通孔部に着脱可能となるように構成したことを特
徴とするものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のプ
ローブカードにおいて、前記接続部は前記貫通孔部にお
ける前記基板の内側面に形成された溝部を金属膜で被覆
したものであり、前記針ユニットを前記貫通孔部に圧入
して前記針の一方の端部を前記溝部に挿入することによ
り、前記針ユニットを前記本体部に挿着すると共に前記
針の一方の端部と前記配線とを電気的に接続することを
特徴とするものである。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載のプ
ローブカードにおいて、前記接続部は電極パッドであ
り、前記針ユニットを前記貫通孔部に圧入して前記針の
一方の端部を前記電極パッドと接触させることにより、
前記針ユニットを前記本体部に挿着すると共に前記針の
一方の端部と前記配線とを電気的に接続することを特徴
とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
であるプローブカードの概略平面図、図２はそのプロー
ブカードのカード本体部の概略平面図、図３（ａ）はそ
のプローブカードの針ユニットの概略平面図、図３
（ｂ）はその針ユニットの概略側面図、図４は本実施形
態のプローブカードを用いてＩＣデバイスを検査すると
きの様子を示す図である。

【００１１】本実施形態のプローブカードは、半導体ウ
エハ上に形成された各ＩＣデバイスの電気的特性を検査
するためのプローバに使用されるものである。ここで
は、各ＩＣデバイスが、互いに対向する二つの側端にの
み電極パッドが形成されているものである場合を考える
ことにする。

【００１２】このプローブカードは、図１、図２及び図
３に示すように、カード本体部１０と、一又は複数の針
ユニット２０とを備える。

【００１３】針ユニット２０は、図３（ａ），（ｂ）に
示すように、枠体２１と、複数の針２２とを有する。上
から見たときの枠体２１の形状は略正方形状である。針
２２は、検査時に、ＩＣデバイス（被測定デバイス）の
電極パッドに接触させるものである。かかる針２２は、
当該針２２を被測定デバイスの電極パッドに接触させて
押圧しても簡単にはつぶれない程度の強度を有する。針
２２の形状等は従来のものと同様である。

【００１４】また、針２２の一方の端部は枠体２１の側
部から外部に引き出されており、当該針２２の他方の端
部は枠体２１から内側下方に斜行して引き出されてい
る。本実施形態では、互いに対向する二つの側端にのみ
電極パッドが形成されている被測定デバイスを検査する
ことにしているので、各針２２も枠体２１の互いに対向
する二つの辺にのみ設けられている。また、検査時に
は、一の針ユニット２０の各針２２がそれぞれ、一の被
測定デバイスの各電極パッドに接触することになる。す
なわち、各被測定デバイスはそれぞれ一の針ユニット２
０に対応している。

【００１５】カード本体部１０は、図２に示すように、
基板１１と、複数の貫通孔部１２と、接続部１３とを有
する。複数の貫通孔部１２は、基板１１に規則正しく配
列して形成されている。図２の例では、１６個の貫通孔
部１２を、縦方向及び横方向にそれぞれ４個並べて配置
している。この貫通孔部１２には、針ユニット２０が着
脱可能に取り付けられる。また、基板１１には、配線パ
ターン（不図示）が形成されている。かかる配線は各貫
通孔部１２の近傍にまで引き回されている。ここで、図
２において、貫通孔部１２の横方向の配列間隔はその縦
方向の配列間隔よりも広い。かかる広いスペースは、配
線を引き回すための領域として使用される。尚、基板１
１上には、配線領域を確保した上で、できるだけ多くの
貫通孔部１２を形成することが望ましい。

【００１６】接続部１３は、針ユニット２０における針
２２の一方の端部を、基板１１上に形成された配線と電
気的に接続するためのものであり、各貫通孔部１２にお
ける基板１１の内側面に設けられている。この接続部１
３としては、さまざまな構造のものが考えられる。ここ
では、接続部１３の構造として具体例を二つ挙げる。第
一に、接続部１３として、貫通孔部１２における基板１
１の内側面に形成された溝部を金属膜で被覆したものを
用いることができる。この場合、針ユニット２０を貫通
孔部１２に圧入したときに、針２２の一方の端部が溝部
に挿入されることにより、接続部１３と針２２の一方の
端部とを電気的に接続すると共に、針ユニット２０を本
体部１０に挿着する。針ユニット２０を取り外す場合
は、圧力を加えて針ユニット２０を本体部１０から押し
出すようにする。

【００１７】第二に、接続部１３として電極パッドを用
いてもよい。この場合は、針ユニット２０を貫通孔部１
２に圧入したときに、針２２の一方の端部が接続部１３
の電極パッドに接触することにより、接続部１３と針２
２の一方の端部とを電気的に接続すると共に、針ユニッ
ト２０を本体部１０に挿着する。一方、圧力を加えて針
ユニット２０を押し出すことにより、針ユニット２０を
本体部１０から取り外すことができる。

【００１８】このように、本実施形態では、針ユニット
２０をカード本体部１０の貫通孔部１２に容易に取り付
けたり、その貫通孔部１２から容易に取り外したりする
ことができる。尚、上記第一の例による接続部を用いた
場合のほうが、第二の例による接続部を用いた場合より
も、針２２と接続部１３とを確実に接続することができ
る。

【００１９】針ユニット２０をカード本体部１０の貫通
孔部１２に挿着することにより、図１に示すプローブカ
ードが得られる。このとき、針ユニット２０は、必ずし
もカード本体部１０に形成されたすべての貫通孔部１２
に挿着する必要はなく、必要に応じて所定数の貫通孔部
１２に挿着する。極端な場合、一つの針ユニット２０だ
けを貫通孔部１２に挿着するようにしてもよい。こうし
て挿着した針ユニット２０の数により、同測ＤＵＴ数が
決まり、また、挿着した針ユニット２０の配列状態によ
り、同測ＤＵＴ配列が決まる。図１の例では、８個の針
ユニット２０を、上側の２列に対応する貫通孔部１２に
挿着している。残り８個の貫通孔部１２には、針ユニッ
ト２０を挿着しておらず、それらの貫通孔部１２は未使
用状態のままである。

【００２０】かかるプローブカードを用いて、半導体ウ
エハ上に形成された各被測定デバイスの電気的特性を検
査する場合には、まず、プローブカードの針２２と被測
定デバイスの電極パッドとの位置合わせを行う。この位
置合わせ作業は、プローブカードの上方に設けたカメラ
を用いて行われる。すなわち、かかるカメラで得られた
画像に基づいて、プローブカードの針２２と被測定デバ
イスの電極パッドとの位置関係を調べ、それらが一致す
るように被測定デバイスの位置を調整する。このよう
に、プローブカードの上方にカメラを設け、そのカメラ
を用いて位置合わせ作業を行う必要があることから、本
実施形態では、上から見たときに内部が空洞になってい
る枠体２１を用いて、針ユニット２０を構成することに
しているのである。

【００２１】こうして位置合わせ作業が終了すると、そ
の後、図４に示すように、プローブカードの針２２と被
測定デバイスの電極パッドとを接触させた状態で、プロ
ーブカードを被測定デバイスに対して押圧する。次に、
テスタからプローブカードに所定の電気信号を送ること
により、各被測定デバイスの電気的特性を検査する。

【００２２】ところで、あるとき、製造上の事情等によ
り、同測ＤＵＴ数や同測ＤＵＴ配列を変更したいという
ような要求が出される場合がある。本実施形態のプロー
ブカードでは、同測ＤＵＴ数を増やしたい場合には、カ
ード本体部１０における未使用の貫通孔部１３に追加の
針ユニット２０を挿着すればよい。また、同測ＤＵＴ数
を減らしたい場合には、カード本体部１０に既に挿着し
ている針ユニット２０のうちその一部を取り外せばよ
い。更に、同測ＤＵＴ配列を変更したい場合には、カー
ド本体部１０に挿着する針ユニット２０の配列を変更す
ればよい。例えば、当初、横に連続して並んだ四つの被
測定デバイスを同時に検査していた場合、針ユニット２
０の配列を変更することにより、縦に連続して並んだ四
つの被測定デバイスを同時に検査したり、あるいは、斜
めに連続して並んだ四つの被測定デバイスを同時に検査
したりすることが可能である。したがって、従来のよう
に、同測ＤＵＴ数や同測ＤＵＴ配列を変更する際に、プ
ローブカード自体を再度作り直す必要はないので、コス
トの軽減を図ることができる。

【００２３】また、プローブカードを何度も使用してい
ると、針の先端が故障してしまうことがある。かかる場
合、針を交換する必要があるが、本実施形態のプローブ
カードでは、故障した針に対応する針ユニット２０だけ
をカード本体部１０から容易に取り外し、その代わり
に、新しい針ユニット２０をカード本体部１０に取り付
ければよい。したがって、従来のように、故障した針を
交換する際に、プローブカード全体を修理に出す必要は
なくなるので、生産性の低下を防ぐことができると共
に、針交換時におけるコストの軽減を図ることができ
る。

【００２４】このように、本実施形態のプローブカード
は、針ユニットがカード本体部の貫通孔部に着脱可能と
なるように構成したことにより、同測ＤＵＴ数や同測Ｄ
ＵＴ配列を容易に変更することができ、しかも、針が故
障した場合に、故障した針に対応する針ユニットだけを
カード本体部から容易に取り外し、新しい針ユニットを
容易に取り付けることができる。

【００２５】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。

【００２６】上記の実施形態では、被測定デバイスとし
て、互いに対向する二つの側端にのみ電極パッドが形成
されたものを用いた場合について説明したが、被測定デ
バイスとしては、例えば、ＤＲＡＭ等のように、デバイ
スの中央部において四方向に電極パッドが形成されてい
るものを用いてもよい。この場合は、カード本体部の貫
通孔部及び針ユニットの大きさを小さくすることができ
るので、配線のスペースを確保しつつ、カード本体部に
複数の貫通孔部を縦横両方向において等間隔で規則正し
く配列することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のプローブカ
ードは、針ユニットがカード本体部の貫通孔部に着脱可
能となるように構成したことにより、同測ＤＵＴ数や同
測ＤＵＴ配列を容易に変更することができ、しかも、針
が故障した場合に、故障した針に対応する針ユニットだ
けをカード本体部から容易に取り外し、新しい針ユニッ
トを容易に取り付けることができる。このため、従来の
ように、同測ＤＵＴ数や同測ＤＵＴ配列を変更する際
に、プローブカード自体を再度作り直す必要はないの
で、コストの軽減を図ることができる。また、従来のよ
うに、故障した針を交換する際に、プローブカード全体
を修理に出す必要はなくなるので、生産性の低下を防ぐ
ことができると共に、針交換時におけるコストの軽減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるプローブカードの概
略平面図である。

【図２】そのプローブカードのカード本体部の概略平面
図である。

【図３】（ａ）はそのプローブカードの針ユニットの概
略平面図、（ｂ）はその針ユニットの概略側面図であ
る。

【図４】本実施形態のプローブカードを用いてＩＣデバ
イスを検査するときの様子を示す図である。

【符号の説明】

１０ カード本体部 １１ 基板 １２ 貫通孔部 １３ 接続部 ２０ 針ユニット ２１ 枠体 ２２ 針

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体と複数の針とを有し、前記針の一方
   の端部が前記枠体の側部から外側に引き出されており前
   記針の他方の端部が前記枠体から内側下方に引き出され
   ている一又は複数の針ユニットと、 配線パターンが形成された基板と、前記基板に形成され
   た複数の貫通孔部と、前記各貫通孔部における前記基板
   の内側面に設けられた、前記針の一方の端部を前記配線
   と電気的に接続するための接続部とを有する本体部と、 を備え、前記針ユニットが前記本体部の前記貫通孔部に
   着脱可能となるように構成したことを特徴とするプロー
   ブカード。
2. 【請求項２】 前記接続部は前記貫通孔部における前記
   基板の内側面に形成された溝部を金属膜で被覆したもの
   であり、前記針ユニットを前記貫通孔部に圧入して前記
   針の一方の端部を前記溝部に挿入することにより、前記
   針ユニットを前記本体部に挿着すると共に前記針の一方
   の端部と前記配線とを電気的に接続することを特徴とす
   る請求項１記載のプローブカード。
3. 【請求項３】 前記接続部は電極パッドであり、前記針
   ユニットを前記貫通孔部に圧入して前記針の一方の端部
   を前記電極パッドと接触させることにより、前記針ユニ
   ットを前記本体部に挿着すると共に前記針の一方の端部
   と前記配線とを電気的に接続することを特徴とする請求
   項１記載のプローブカード。