JP2006214863A - プローブユニット、プローブアッセンブリ及び電子デバイスの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電子デバイスの電極の頂面を傷つけることなく、狭い間隔で電極が配列された電子デバイスを検査できるプローブユニット、プローブアッセンブリ及び電子デバイスの検査方法を提供する。
【解決手段】 第一基板と、第二基板と、中間部が前記第一基板及び前記第二基板から突出して湾曲し一端部が前記第一基板上に固定され他端部が前記第二基板上に固定されている接触部と、前記接触部の前記一端部に連なり前記第一基板に固定されている基部と、前記基部に連なり外部電極に接続される連絡部とを有し、前記中間部が検体の電極の頂面又は頂面角部に接触する導線と、を備えることを特徴とするプローブユニット。
【選択図】 図1
【解決手段】 第一基板と、第二基板と、中間部が前記第一基板及び前記第二基板から突出して湾曲し一端部が前記第一基板上に固定され他端部が前記第二基板上に固定されている接触部と、前記接触部の前記一端部に連なり前記第一基板に固定されている基部と、前記基部に連なり外部電極に接続される連絡部とを有し、前記中間部が検体の電極の頂面又は頂面角部に接触する導線と、を備えることを特徴とするプローブユニット。
【選択図】 図1
Description
本発明はプローブユニット、プローブアッセンブリ及び電子デバイスの検査方法に関する。
従来、電子デバイスを検査するためのプローブユニットが知られている。
特許文献1,2,3には、プローブの先端部が曲がったプローブユニットが開示されている。特許文献1,2に開示されたプローブユニットによると、電子デバイスの電極頂面にプローブの先端を強く押し当てたり、プローブの先端で電子デバイスの電極頂面を引っ掻く必要があるため、プローブが電子デバイスの電極頂面を傷つけてしまい、その結果、実装時に電子デバイスに対する配線不良が生じるおそれがある。また特許文献1,2,3に開示されたプローブユニットによると、プローブの先端部に電極の削り屑が付着することにより、プローブと電子デバイスとの接続不良が生ずるおそれがあるため、プローブに付着した屑を定期的に除去する作業が必要になる。また、特許文献1,2,3に開示されたプローブユニットによると、プローブの先端と電子デバイスの電極とを位置合わせする必要があるため、高い精度でプローブユニットと電子デバイスとを位置合わせしなければならない。また、特許文献1,2に開示されたプローブユニットによると、プローブの先端が自由端であるため、電子デバイスの電極の配列に対して高い精度でプローブの先端を位置決めすることが困難であり、また外力によってプローブが塑性変形するおそれもある。
特許文献1,2,3には、プローブの先端部が曲がったプローブユニットが開示されている。特許文献1,2に開示されたプローブユニットによると、電子デバイスの電極頂面にプローブの先端を強く押し当てたり、プローブの先端で電子デバイスの電極頂面を引っ掻く必要があるため、プローブが電子デバイスの電極頂面を傷つけてしまい、その結果、実装時に電子デバイスに対する配線不良が生じるおそれがある。また特許文献1,2,3に開示されたプローブユニットによると、プローブの先端部に電極の削り屑が付着することにより、プローブと電子デバイスとの接続不良が生ずるおそれがあるため、プローブに付着した屑を定期的に除去する作業が必要になる。また、特許文献1,2,3に開示されたプローブユニットによると、プローブの先端と電子デバイスの電極とを位置合わせする必要があるため、高い精度でプローブユニットと電子デバイスとを位置合わせしなければならない。また、特許文献1,2に開示されたプローブユニットによると、プローブの先端が自由端であるため、電子デバイスの電極の配列に対して高い精度でプローブの先端を位置決めすることが困難であり、また外力によってプローブが塑性変形するおそれもある。
本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであって、電子デバイスの電極の頂面を傷つけることなく、狭い間隔で電極が配列された電子デバイスを検査できるプローブユニット、プローブアッセンブリ及び電子デバイスの検査方法を提供することを目的とする。
(1) 上記目的を達成するためのプローブユニットは、第一基板と、第二基板と、中間部が前記第一基板及び前記第二基板から突出して湾曲し一端部が前記第一基板上に固定され他端部が前記第二基板上に固定されている接触部と、前記接触部の前記一端部に連なり前記第一基板に固定されている基部と、前記基部に連なり外部電極に接続される連絡部とを有し、前記中間部が検体の電極の頂面又は頂面角部に接触する導線と、を備える。
本発明によると、湾曲している接触部の非鋭利部位が検体の電極に接触するため、電子デバイスの電極の頂面を傷つけることがない。また本発明によると、検体の電極に接触する接触部の両端が第一基板及び第二基板に固定された固定端であるため、狭い間隔で配列された電子デバイスの電極に対して接触部の位置を正確に決めることができ、接触部が外力によって塑性変形しにくい。したがって本発明によると、狭い間隔で電極が配列された電子デバイスを検査することができる。
本発明によると、湾曲している接触部の非鋭利部位が検体の電極に接触するため、電子デバイスの電極の頂面を傷つけることがない。また本発明によると、検体の電極に接触する接触部の両端が第一基板及び第二基板に固定された固定端であるため、狭い間隔で配列された電子デバイスの電極に対して接触部の位置を正確に決めることができ、接触部が外力によって塑性変形しにくい。したがって本発明によると、狭い間隔で電極が配列された電子デバイスを検査することができる。
(2) 前記第一基板の前記導線が固定されている面の反対側の面と前記第二基板の前記導線が固定されている面の反対側の面とが対向していてもよい。
(3) 前記プローブユニットは絶縁層をさらに備えてもよい。また前記第一基板の前記導線が固定されている面と前記第二基板の前記導線が固定されている面とが、前記絶縁層を間に挟んで対向していてもよい。
(4) 前記プローブユニットは、第一絶縁層と、第二絶縁層と、前記第一絶縁層と前記第二絶縁層との間に固定されグランドに接続される導体層と、をさらに備えてもよい。また前記第一基板の前記導線が固定されている面と前記第二基板の前記導線が固定されている面とが、前記第一絶縁層、前記第二絶縁層及び前記導体層を間に挟んで対向していてもよい。
本発明によると、導線を通過する信号の高周波特性を改善することができる。
本発明によると、導線を通過する信号の高周波特性を改善することができる。
(5) 前記プローブユニットは、前記第一基板の前記導線が固定されている面の反対側の面に固定されグランドに接続される第二導体層と、前記第二基板の前記導線が固定されている面の反対側の面に固定されグランドに接続される第三導体層と、をさらに備えてもよい。
本発明によると、導線を通過する信号の高周波特性をさらに改善することができる。
本発明によると、導線を通過する信号の高周波特性をさらに改善することができる。
(6) 前記プローブユニットは、第三基板をさらに備えてもよい。また前記連絡部は、中間部が前記第一基板及び前記第三基板から突出して湾曲し外部電極に接続され、一端部が前記第一基板上に固定されて前記基部と連なり他端部が前記第三基板上に固定されていてもよい。
本発明によると、連絡部と外部電極とを接続する配線を連絡部に接合する必要がないため、プローブユニット単位で部品交換が可能になる。また本発明によると、外部電極の頂面を傷つけることなく連絡部と外部電極とを確実に接続することができる。
本発明によると、連絡部と外部電極とを接続する配線を連絡部に接合する必要がないため、プローブユニット単位で部品交換が可能になる。また本発明によると、外部電極の頂面を傷つけることなく連絡部と外部電極とを確実に接続することができる。
(7) 前記接触部の前記検体と接触する部位は金又は白金属元素からなってもよい。
(8) 前記第一基板と前記第二基板と複数の前記導線とはリソグラフィを用いて一体に形成されていてもよい。
本発明によると、高い位置精度で導線を配列することができる。
本発明によると、高い位置精度で導線を配列することができる。
(9) 上記目的を達成するためのプローブアッセンブリは、複数の前記導線が互いに平行に配列され、前記検体が形成されたウェハに対して前記第一基板が垂直になる前記プローブユニットと、前記連絡部に接続される複数の第一電極と、前記第一電極同士の間隔より広い間隔で配列されている複数の第二電極と導通させる連絡線とを有する拡散配線部と、を備える。
本発明によると、第一基板が検体が形成されるウェハに対してほぼ垂直になる。このため、本発明によるプローブユニットを複数用いることにより、ウェハ上に狭い間隔で形成された複数の検体を同時に検査することができる。また本発明によると、プローブユニットの複数の導線が互いに平行に配列される結果、複数の導線からなる導線群の幅を拡散配線部の複数の連絡線からなる連絡線群の幅とほぼ同一にできるため、ウェハ上の検体とほぼ同じ幅でプローブユニット及び拡散配線部を形成することができる。したがって、ウェハ上に極めて狭い間隔で配列された検体に応じて複数のプローブユニット及び複数の拡散配線部を配列することができる。また本発明によると、検体の電極間隔に応じて狭い幅でプローブユニットの導線を配列したとしても、拡散配線部の第二電極が導線間隔よりも広くなるため、プローブユニットに対する配線が容易である。
本発明によると、第一基板が検体が形成されるウェハに対してほぼ垂直になる。このため、本発明によるプローブユニットを複数用いることにより、ウェハ上に狭い間隔で形成された複数の検体を同時に検査することができる。また本発明によると、プローブユニットの複数の導線が互いに平行に配列される結果、複数の導線からなる導線群の幅を拡散配線部の複数の連絡線からなる連絡線群の幅とほぼ同一にできるため、ウェハ上の検体とほぼ同じ幅でプローブユニット及び拡散配線部を形成することができる。したがって、ウェハ上に極めて狭い間隔で配列された検体に応じて複数のプローブユニット及び複数の拡散配線部を配列することができる。また本発明によると、検体の電極間隔に応じて狭い幅でプローブユニットの導線を配列したとしても、拡散配線部の第二電極が導線間隔よりも広くなるため、プローブユニットに対する配線が容易である。
(10) 上記目的を達成するための電子デバイスの検査方法は、中間部が第一基板及び第二基板から突出して湾曲し一端部が前記第一基板上に固定され他端部が前記第二基板上に固定されている接触部の非鋭利部位を前記検体の頂面又は頂面角部に接触させる接触段階と、前記接触段階の後に、前記接触部を介して前記検体に検査信号を入力する検査段階と、を含む。
本発明によると、湾曲している接触部の非鋭利部位が検体の電極に接触するため、電子デバイスの電極の頂面を傷つけることがない。また本発明によると、検体の電極に接触する接触部の両端が第一基板及び第二基板に固定された固定端であるため、狭い間隔で電極が配列された電子デバイスを検査することができる。
本発明によると、湾曲している接触部の非鋭利部位が検体の電極に接触するため、電子デバイスの電極の頂面を傷つけることがない。また本発明によると、検体の電極に接触する接触部の両端が第一基板及び第二基板に固定された固定端であるため、狭い間隔で電極が配列された電子デバイスを検査することができる。
尚、本明細書において、「・・・上に形成する」とは、技術上の阻害要因がない限りにおいて、「・・・上に直に形成する」と、「・・・上に中間物を介して形成する」の両方を含む意味とする。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
1.プローブカードと検体
図1は、本発明の一実施例によるプローブカードを示す平面図である。
図1に示すように、プローブカード1は、円形の配線盤11と、配線盤11上に取り付けられているプローブアッセンブリ10とを備える。プローブカード1は、1枚のウェハに形成された4つのLCDドライバICを同時に検査するためのものである。検体としてのLCDドライバICは、図2に示すように、チップの周辺にAuで形成された電極3が狭小な間隔で多数設けられている。プローブカード1は、検査装置本体から出力される検査信号を検体2の電極に入力し、検体2の電極から出力信号を取り出して検査装置本体に伝達する機能を有する。
1.プローブカードと検体
図1は、本発明の一実施例によるプローブカードを示す平面図である。
図1に示すように、プローブカード1は、円形の配線盤11と、配線盤11上に取り付けられているプローブアッセンブリ10とを備える。プローブカード1は、1枚のウェハに形成された4つのLCDドライバICを同時に検査するためのものである。検体としてのLCDドライバICは、図2に示すように、チップの周辺にAuで形成された電極3が狭小な間隔で多数設けられている。プローブカード1は、検査装置本体から出力される検査信号を検体2の電極に入力し、検体2の電極から出力信号を取り出して検査装置本体に伝達する機能を有する。
プローブアッセンブリ10は、図3に示すように、直線上に並んでいる複数のプローブブロック47と、プローブブロック47に一対一に対応して設けられている複数の拡散配線部14と、複数のプローブブロック47及び拡散配線部14が固定されている接続位置決め板16とを備える。
一組のプローブブロック47及び拡散配線部14は、図4に示すように一つの検体2に対応する。プローブブロック47は、矩形の検体2の4辺に対応するように整列している四つのプローブユニット19を有する。プローブブロック47及び拡散配線板14は、接続位置決め板16にねじで固定されているため一つずつ交換可能である。従って、プローブアッセンブリ10の一部に不具合が発生しても、その不具合が発生したプローブブロック47のみを交換すればよく、修理コストを低減することができる。
複数のプローブブロック47を接続位置決め板16に後述する位置決め部を用いて位置合わせした状態で結合することにより、各プローブブロック47をウェハ上に形成された各検体2に対して整列させることができる。従って、ウェハ上の複数の検体2に対して複数のプローブブロックを正確に位置合わせして複数の検体2を同時に検査することができる。また、接続位置決め板16に後述する位置決め部を用いて位置合わせした状態で拡散配線板14を結合することにより、拡散配線板14とプローブブロック47とを正確に位置合わせして電気的に接続することができる。尚、一つのプローブブロック47を構成するプローブユニット19の数は、四つに限定されず、検体2の電極3の配列に対応してその数を決定すればよい。
2.プローブアッセンブリ
2−1.プローブブロックの構成
図5(A)は、プローブブロックを示す図である。図5(B)はプローブユニットを示す図である。
2−1.プローブブロックの構成
図5(A)は、プローブブロックを示す図である。図5(B)はプローブユニットを示す図である。
図5(A)に示すように、プローブブロック47は、矩形柱のブロック20の四つの側面22a、22b、22c、22dにそれぞれプローブユニット19が固定されている構成である。ブロック20の側面22a、22b、22c、22dは、検査装置本体に取り付けられた状態ではウェハに対して垂直になる。ブロック20のウェハに対して垂直になる側面22a、22b、22c、22dにプローブユニット19を固定することで、一つの検体2を検査するための一つのプローブブロック47のウェハへの投影面積を小さくすることができる。従って、投影面積の小さなプローブブロック47を複数配列したプローブカード1を用いることにより、ウェハ上に狭い間隔で配列された複数の検体2を同時に検査することができる。
図5(B)に示すように、プローブユニット19は、三分割された基板26a、26b、26cと、基板26a、基板26b、26c上に形成されている複数の導線24と、基板26aと基板26b、26cとの間に形成されている保護膜30とを有する。保護膜30は絶縁材料で構成される。基板26b、26cは同一平面上に並び、基板26aと平行に保護膜30を間に挟んで対向している。導線24は、基板26aと基板26bと基板26cにまたがって固定され、基板26aと基板26bの間と、基板26aと基板26cの間とがそれぞれU字形状に湾曲している。導線24のU字形状に湾曲した突出部32、34は、両端が基板26a、26b、26cに固定されているため、外力によって損傷することを防止できる。第一突出部32は請求項に記載の接触部に相当する。第二突出部34は請求項に記載の連絡部に相当する。
プローブユニット19は、図6に示すように、基板26a上に形成される第一位置決め部28と、基板26b及び基板26c上に形成される第二位置決め部31とをさらに有する。第一位置決め部28を用いて一つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための構成については、後述する。
次に、プローブユニット19の変形例について説明する。図7は、プローブユニット19の複数の変形例を示す図である。
図7(A)に示すように、基板26a、26b、26cの外側の面上に導線24を固定し、導線24の基板26a、26b、26cと反対側を保護膜30で覆ってもよい。基板26aと基板26b、26cとは接着剤64などで結合される。
図7(A)に示すように、基板26a、26b、26cの外側の面上に導線24を固定し、導線24の基板26a、26b、26cと反対側を保護膜30で覆ってもよい。基板26aと基板26b、26cとは接着剤64などで結合される。
また図7(B)に示すように、導線24を基板26a、26b、26c上に固定されるNi層25aと、Ni層25a上に形成されるAu層25bとの複層で構成してもよい。
また図7(C)に示すように、配線板11のグランド電極に接続される接地導体層66を二層の保護膜30の間に設けてもよい。グランドに接続される接地導体層66を保護膜30を間に挟んで導線24に近接させることにより、導線24を伝わる信号の高周波特性を向上させることができる。さらに図7(D)に示すように、接地導体層66を絶縁材料で構成された基板26a、26b、26cの導線24と反対側の面にも設けると、導線24を伝わる信号の高周波特性をさらに向上させることができる。
また図7(C)に示すように、配線板11のグランド電極に接続される接地導体層66を二層の保護膜30の間に設けてもよい。グランドに接続される接地導体層66を保護膜30を間に挟んで導線24に近接させることにより、導線24を伝わる信号の高周波特性を向上させることができる。さらに図7(D)に示すように、接地導体層66を絶縁材料で構成された基板26a、26b、26cの導線24と反対側の面にも設けると、導線24を伝わる信号の高周波特性をさらに向上させることができる。
図8(A)に示すように、基板26a、26b、26cがウェハに垂直な状態で第一突出部32を検体2の電極3の頂面角部に押し付けると、第一突出部32は電極3の角部との接触荷重によって弾性変形し電極3に対して摺動する。尚、導線24の第一突出部32は検体2の電極3の頂面に接触させてもよい。
また図8(B)に示すように、導線24の第二突出部34は拡散配線部14の第一電極46に弾性接触する。拡散配線部14の第一電極46に導通している第二電極48は、配線盤11の電極60に導通している。配線盤11の電極60は、検査信号を入力するための外部電極に接続されている。導線24の第一突出部32を検体2の電極3に対して摺動させた後、外部電極から配線盤11の電極60と、拡散配線部14の第二電極48及び第一電極46と、導線24とを介して電極3に検査信号を入力し検体2の検査を行う。
本実施例によると、導線24の第一突出部32を検体2の電極3に対して摺動させることにより、電極3の表面の酸化膜や汚染膜を除去することができるので、導線24と電極3とを確実に導通させることができる。また導線24の第一突出部32(非鋭利部位)と検体2の電極3とを接触させるため、電極3を傷つけることがない。また、導線24の第一突出部32を摺動させることにより、第一突出部32の突面33に検体2の電極3の削りかすなどのごみが残留しにくいため、電極3と導線24とを確実に導通でき、第一突出部32のクリーニングが不要である。
2−2.一つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための構成
<第一の構成>
図9は、1つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第一の構成を示す図である。
<第一の構成>
図9は、1つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第一の構成を示す図である。
図9に示すように、第一の構成では、導線24自体が第一位置決め部に相当する。プローブユニット19の外側には保護膜30を形成せず、プローブユニット19の外側に導線24が露出している構成である。導線24が基板26a、26b、26c上にリソグラフィで形成されることにより、ブロック20に対する位置決め部がプローブユニット19に高い精度で形成される。
またブロック20の側面22には少なくとも一部の導線24に嵌合する突部53をリソグラフィを用いてブロック20と一体に形成する。ブロック20の四つの側面22にそれぞれ形成された突部53とプローブユニット19の導線24とを嵌合させると、四つのプローブユニット19の複数の第一突出部32が一つの検体2の全ての電極3に対して整列する。突部53と導線24とが嵌合した状態でブロック20にプローブユニット19が固定される。
<第二の構成>
図10は、1つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第二の構成を示す図である。
図10に示すように、第二の構成では、二枚の位置決め板15をブロックの第一面と、第一面と反対側の第二面とに固定し、位置決め板15をそれぞれプローブユニット19の櫛歯状に突出している第一突出部32又は第二突出部34に嵌合させることで、四つのプローブユニット19の全ての第一突出部32が一つの検体2の4辺に沿って設けられた電極に対して正確な位置に整列する。位置決め板15は、リソグラフィを用いて形成され、プローブユニット19の導線24の第一突出部32間又は第二突出部34間に嵌合する突出部27を外縁に有する。
図10は、1つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第二の構成を示す図である。
図10に示すように、第二の構成では、二枚の位置決め板15をブロックの第一面と、第一面と反対側の第二面とに固定し、位置決め板15をそれぞれプローブユニット19の櫛歯状に突出している第一突出部32又は第二突出部34に嵌合させることで、四つのプローブユニット19の全ての第一突出部32が一つの検体2の4辺に沿って設けられた電極に対して正確な位置に整列する。位置決め板15は、リソグラフィを用いて形成され、プローブユニット19の導線24の第一突出部32間又は第二突出部34間に嵌合する突出部27を外縁に有する。
<第三の構成>
図11は、一つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第三の構成を示す図である。
図11に示すように、第三の構成では、ブロック20はセラミックなどからなり、研磨などで精密に加工されている。複数の位置決めロッド13はブロック20を貫通し両端部がブロック20から突出している。対向する二組の側面に対して垂直な方向にブロック20を貫通する精密加工された一部材の位置決めロッド13がプローブユニット19自体に形成された第一位置決め部28に当接する構成により、ブロック20を間に挟んで対向するプローブユニット19同士の相対的な位置が高い精度で合わせられる。
図11は、一つの検体に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第三の構成を示す図である。
図11に示すように、第三の構成では、ブロック20はセラミックなどからなり、研磨などで精密に加工されている。複数の位置決めロッド13はブロック20を貫通し両端部がブロック20から突出している。対向する二組の側面に対して垂直な方向にブロック20を貫通する精密加工された一部材の位置決めロッド13がプローブユニット19自体に形成された第一位置決め部28に当接する構成により、ブロック20を間に挟んで対向するプローブユニット19同士の相対的な位置が高い精度で合わせられる。
プローブユニット19の第一位置決め部28は、位置決めロッド13に当接するパターンを有する膜状に形成されている。第一位置決め部28は、第一突出部32及び第二突出部34に対して正確な位置に形成されるように基板又は保護膜30上にリソグラフィを用いて形成される。
ブロック20の側面から突出している複数の位置決めロッド13と、四つのプローブユニット19の第一位置決め部28とを当接させると、四つのプローブユニット19の全ての第一突出部32が一つの検体2の4辺に沿って設けられた電極に対して正確な位置に整列する。整列したプローブユニット19とブロック20とは、接着剤やねじ留めなどで結合される。ねじ等の分解可能な結合手段でブロック20にプローブユニット19を結合することにより、プローブカード1に不具合が生じた場合にはプローブユニット19単位で交換することが可能になる。
尚、位置決めロッド13の端部で構成された位置決め部は、凸形状でも凹形状でもよく、リソグラフィを用いてブロック20と一体に形成してもよい。また、第一位置決め部28は、凸形状でも凹形状でもよいし、基板自体に第一位置決め部としての切り欠き、穴、凹み、突起などを形成してもよい。
<第四の構成>
図12は、1つの検体2に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第四の構成を示す図である。
図12に示すように、第四の構成では、検体2の対向する二辺に沿って配列された電極に接触する第一接触部32が設けられた第一プローブユニット47aと、検体の対向する他の二辺に沿って配列された電極に接触する第一接触部32が設けられた第二プローブユニット47bとでプローブブロック47を構成する。
図12は、1つの検体2に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第四の構成を示す図である。
図12に示すように、第四の構成では、検体2の対向する二辺に沿って配列された電極に接触する第一接触部32が設けられた第一プローブユニット47aと、検体の対向する他の二辺に沿って配列された電極に接触する第一接触部32が設けられた第二プローブユニット47bとでプローブブロック47を構成する。
第一プローブユニット47aの基板68は、2つの凹部63aを有する断面H字形の柱状に形成されている。基板68の対向する2面にリソグラフィを用いて導線24が固定されている。導線24が固定される基板68の各面は、ウェハに対して垂直になる。基板68に固定された導線24と基板70、70に固定された導線24との間には絶縁材料で構成された保護層30a、30b、30cが設けられている。
基板119は基板68に嵌合する凹部63bを有する断面U字形の柱状に形成されている。基板119の対向する2面にリソグラフィを用いて導線24が固定されている。導線24が固定される基板119の各面は、ウェハに対して垂直なる。基板119に固定された導線24と基板120に固定された導線24との間には絶縁材料で構成された保護層30a、30b、30cが設けられている。
基板119の凹部63bに基板68を嵌合させることで、第一基板68と第二基板119とを位置合わせする。第一基板68と第二基板119とを相対的に位置合わせすると、各基板に固定された全ての第一突出部32を一つの検体2の全ての電極3に対して整列させることができる。
<第五の構成>
図13は、1つの検体2に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第五の構成を示す図である。
図13に示すように、第五の構成では、一つの検体2に対応する四つのプローブユニット19をそれぞれ別のユニット位置決め部68に固定し、そのユニット位置決め部68を個々に調整することで四つのプローブユニット19を一つの検体2に対応するように整列させるプローブブロックを構成する。ユニット位置決め部68は、第一ブロック55a、第二ブロック55b、第三ブロック55c及び位置微調整ねじ57a、57bからなる。プローブユニット19と第一ブロック55aとは、プローブユニット19に形成された第一位置決め部28と第一ブロック55aに形成される位置決めロッド13との当接によって位置合わせされ固定される。第一ブロック55aは第二ブロック55bに位置微調整ねじ57aで結合され、第二ブロック55bはさらに第三ブロック55cに位置微調整ねじ57bで結合される。位置微調整ねじ57aは第二ブロック55bから第一ブロック55aに基板26a、26b、26cに対して垂直にねじ込まれ、位置微調整ねじ57bは第二ブロック55bから第三ブロック55cに基板26a、26b、26cに平行にねじ込まれている。
図13は、1つの検体2に対応する複数のプローブユニットを整列させるための第五の構成を示す図である。
図13に示すように、第五の構成では、一つの検体2に対応する四つのプローブユニット19をそれぞれ別のユニット位置決め部68に固定し、そのユニット位置決め部68を個々に調整することで四つのプローブユニット19を一つの検体2に対応するように整列させるプローブブロックを構成する。ユニット位置決め部68は、第一ブロック55a、第二ブロック55b、第三ブロック55c及び位置微調整ねじ57a、57bからなる。プローブユニット19と第一ブロック55aとは、プローブユニット19に形成された第一位置決め部28と第一ブロック55aに形成される位置決めロッド13との当接によって位置合わせされ固定される。第一ブロック55aは第二ブロック55bに位置微調整ねじ57aで結合され、第二ブロック55bはさらに第三ブロック55cに位置微調整ねじ57bで結合される。位置微調整ねじ57aは第二ブロック55bから第一ブロック55aに基板26a、26b、26cに対して垂直にねじ込まれ、位置微調整ねじ57bは第二ブロック55bから第三ブロック55cに基板26a、26b、26cに平行にねじ込まれている。
位置微調整ねじ57aを調整することにより、プローブユニット19を基板26a、26b、26cに対して垂直な方向に微動させることができる。位置微調整ねじ57bを調整することにより、プローブユニット19を基板26a、26b、26cに対して平行な方向に微動させることができる。各プローブユニット19をそれぞれが固定されたユニット位置決め部68の位置微調整ねじ57a、57bによって独立して微動させることにより、四つのプローブユニット19の相対的な位置を微調整し、四つのプローブユニット19の複数の第一突出部32を一つの検体2の電極に対して整列させることができる。
<プローブユニット同士の整列条件>
図14及び図15は、プローブユニット同士の整列条件を説明するための模式図である。
図14(A)は、四つのプローブユニット19a、19b、19c、19dが位置ずれなく正確に整列した状態を示す。図14(A)に示すように、正確に整列した四つのプローブユニット19a、19b、19c、19dの導線24の第一突出部32は全て、1つの検体2の電極3に一対一に対応して接触する。
図14及び図15は、プローブユニット同士の整列条件を説明するための模式図である。
図14(A)は、四つのプローブユニット19a、19b、19c、19dが位置ずれなく正確に整列した状態を示す。図14(A)に示すように、正確に整列した四つのプローブユニット19a、19b、19c、19dの導線24の第一突出部32は全て、1つの検体2の電極3に一対一に対応して接触する。
図14(B)は、プローブユニット19aに対向するプローブユニット19bが正確な位置から第一突出部32の配列方向に第一突出部32の間隔の1/2ずれて固定されている状態を示す。この場合、プローブユニット19a、19c、19dの導線24の第一突出部32を検体2の電極3に一対一に位置合わせすると、プローブユニット19bの第一突出部32を検体2の電極3に接触させることができない。プローブユニット19bの第一突出部32を検体2の電極3に接触させるようにプローブブロック47を検体2に対して移動させると、プローブユニット19aの第一突出部32が電極3に接触できなくなる。このように対向するプローブユニット19aとプローブユニット19bとが正確に位置合わせされていない場合、四つのプローブユニット19a、19b、19c、19dの全ての第一突出部32を検体2の電極3に一対一に対応させることができない。
図15は、対向する二つのプローブユニット19a、19bが正確に位置合わせされ、対向する二つのプローブユニット19c、19dも正確に位置合わせされ、隣り合う二つのプローブユニット19aとプローブユニット19dが正確に位置合わせされていない状態を示している。プローブユニット19c、19dの第一突出部32を検体2の電極3に正確に合わせた状態から、プローブブロック47をプローブユニット19a、19bの第一突出部32の配列方向に移動させると、プローブユニット19a、19bの第一突出部32を電極3に合わせることができる。このとき、プローブユニット19c、19dの第一突出部32は、検体2の電極3との接触部位がずれるだけであって、電極3と接触した状態は維持される。
以上から、対向するプローブユニット同士は検体2の電極3に対して高い位置精度で整列している必要があるが、隣接するプローブユニット同士では対向するプローブユニット同士ほど高い位置精度で整列する必要はないと言える。
第四の構成によれば、基板68又は基板119自身が検体の異なる辺に沿って設けられた電極に接触する導線24を固定する連結部であり、検体の異なる辺に沿って設けられた電極に接触する導線24が一つの基板上にリソグラフィによって形成されるため、検体の電極に対して高い精度で第一突出部32を整列させることができる。また、同様の理由により、拡散配線部14に対して第二突出部34を高い精度で整列させることができる。
第四の構成によれば、基板68又は基板119自身が検体の異なる辺に沿って設けられた電極に接触する導線24を固定する連結部であり、検体の異なる辺に沿って設けられた電極に接触する導線24が一つの基板上にリソグラフィによって形成されるため、検体の電極に対して高い精度で第一突出部32を整列させることができる。また、同様の理由により、拡散配線部14に対して第二突出部34を高い精度で整列させることができる。
2−3.第一のプローブユニットの製造方法
図16から図24は、プローブユニット19の製造方法を示す図である。以下、プローブユニット19の製造方法を(1)から(7)の順に説明する。
(1)犠牲膜形成工程
はじめに図16に示すように、基板26に溝状の凹部36を形成し、凹部36が犠牲膜38で充填されるように基板26上に犠牲膜38を成長させた後、表面の研磨、研削、ポリッシュ等により平坦面40を形成する。凹部36の壁面が基板26の完成状態の端面を形成するように凹部36の位置及び形状を設定する。基板26にはガラス基板、セラミック基板、シリコン基板、樹脂基板、金属基板などを用いる。金属基板を用いる場合には、予めその表面を有機絶縁層または無機絶縁層で被覆してから用いる。基板26の厚みは例えば0.1mm以上2mm以下にする。
図16から図24は、プローブユニット19の製造方法を示す図である。以下、プローブユニット19の製造方法を(1)から(7)の順に説明する。
(1)犠牲膜形成工程
はじめに図16に示すように、基板26に溝状の凹部36を形成し、凹部36が犠牲膜38で充填されるように基板26上に犠牲膜38を成長させた後、表面の研磨、研削、ポリッシュ等により平坦面40を形成する。凹部36の壁面が基板26の完成状態の端面を形成するように凹部36の位置及び形状を設定する。基板26にはガラス基板、セラミック基板、シリコン基板、樹脂基板、金属基板などを用いる。金属基板を用いる場合には、予めその表面を有機絶縁層または無機絶縁層で被覆してから用いる。基板26の厚みは例えば0.1mm以上2mm以下にする。
凹部36の形成は、切削または溝入れによって行う。基板26本体が導電性である場合には放電加工を用いてもよい。またサンドブラスト、ケミカルエッチング、ドライエッチング、イオンミリングなどを用いてもよい。
犠牲膜38には後続工程で選択的に除去可能な素材を用いる。例えばCuやSnなどのようにエッチングで選択的に除去可能な金属を用いる。Cuを用いた場合、無電解めっきまたはスパッタにより第一層形成段階と、電解めっきによる第二層形成段階とによって犠牲膜38を形成する。また、レジスト剥離液で除去可能なハードベークされたレジスト、不飽和ポリエステルなどのように加水分解で除去可能な有機ポリマーを用いてもよい。あるいはRIEで除去可能なSiO2のCVD膜を用いてもよい。
犠牲膜38には後続工程で選択的に除去可能な素材を用いる。例えばCuやSnなどのようにエッチングで選択的に除去可能な金属を用いる。Cuを用いた場合、無電解めっきまたはスパッタにより第一層形成段階と、電解めっきによる第二層形成段階とによって犠牲膜38を形成する。また、レジスト剥離液で除去可能なハードベークされたレジスト、不飽和ポリエステルなどのように加水分解で除去可能な有機ポリマーを用いてもよい。あるいはRIEで除去可能なSiO2のCVD膜を用いてもよい。
(2)導線形成工程
次に図17に示すように、導線24を構成する第一導体膜65aを平坦面40上に犠牲膜38を横断するように形成する。尚、第一導体膜65aは単層であっても複層であってもよい。第一導体膜65aの厚みは例えば0.5μm以上50μm以下にする。
次に図17に示すように、導線24を構成する第一導体膜65aを平坦面40上に犠牲膜38を横断するように形成する。尚、第一導体膜65aは単層であっても複層であってもよい。第一導体膜65aの厚みは例えば0.5μm以上50μm以下にする。
第一導体膜65aをスパッタで形成する場合、第一導体膜65aにはNi、Fe、Co、Mn、Cr、Ti、Cu、Au、Pt、Pd、Rhなどの金属単体、またはその合金を用いる。具体的には、はじめに平坦面40上全体にスパッタで第一導体膜65aを形成する。その後、リソグラフィで所定のレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして不要な第一導体膜65aをエッチングで除去することにより、第一導体膜65aを所定のパターンに形成する。
第一導体膜65aを湿式めっきで形成する場合、はじめにスパッタなどでめっき下地層を平坦面40上に形成する。その後、リソグラフィで所定のレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口部に金属を電解めっき又は無電解めっきでめっきする。めっき層にはNi、NiCo合金、NiFe合金、NiMn合金、Cr、Cu、Au、Rhなどの金属を用いる。またはそれらの金属を組み合わせて用いる。めっき厚は例えば0.5μm以上50μm以下にする。
次に図18に示すように、導線24を構成する第二導体膜65bを第一導体膜65a上に形成する。第二導体膜65bは、導線24の検体2の電極3とのコンタクト性や導線24の耐久性を向上させるために形成され、必ずしも形成しなくともよい。また第二導体膜65bにはAuや、Pt、Pd、Rhなどの白金族を用いる。第二導体膜65bの厚みは例えば0.1μm以上10μm以下にする。
第二導体膜65bをスパッタで形成する場合、まず第二導体膜65bを覆うように平坦面40上に第二導体膜65bをスパッタで形成する。その後、リソグラフィによって第二導体膜65b上に所定のレジストパターンを形成した後、不要な第二導体膜65bをイオンミリングなどで除去し、第二導体膜65bを所定のパターンに形成する。尚、第一導体膜65a及び第二導体膜65bをスパッタで連続的に形成した後、リソグラフィでレジストパターンを形成し、エッチングで第一導体膜65a及び第二導体膜65bを連続的にパターニングしてもよい。
第二導体膜65bを湿式めっきで形成する場合、第一導体膜65aのめっき工程においてレジストパターンの開口部に第一導体膜65aのめっき層を形成した後、連続して第二導体膜65bをめっきする。
(3)保護膜形成工程
次に図19に示すように、基板26上の犠牲膜38を除いた部位に保護膜30を形成する。この結果、第一導体膜65a及び第二導体膜65bは基板26及び保護膜30によって覆われる。第一導体膜65a及び第二導体膜65bの犠牲膜38上に形成された部位は、第一突出部32及び第二突出部34となるため、保護膜30を形成しないようにする。保護膜30は、導線24が外力によって傷つけられ剥離したりごみなどの付着によってショートしたりするのを防止し、導線24を保護するために形成される。尚、保護膜30は必ずしも形成しなくてもよい。
次に図19に示すように、基板26上の犠牲膜38を除いた部位に保護膜30を形成する。この結果、第一導体膜65a及び第二導体膜65bは基板26及び保護膜30によって覆われる。第一導体膜65a及び第二導体膜65bの犠牲膜38上に形成された部位は、第一突出部32及び第二突出部34となるため、保護膜30を形成しないようにする。保護膜30は、導線24が外力によって傷つけられ剥離したりごみなどの付着によってショートしたりするのを防止し、導線24を保護するために形成される。尚、保護膜30は必ずしも形成しなくてもよい。
保護膜30に有機絶縁膜を用いる場合、例えば感光性ポリイミド、レジストなどを塗布し、所定のパターンに露光及び現像した後、150℃以上300℃以下程度でハードベークする。保護膜30に無機絶縁膜を用いる場合、例えばSiO2膜、AlO3膜などをスパッタなどで形成する。具体的には、リソグラフィによって、第一導体膜65a及び第二導体膜65bの犠牲膜38上に形成された部位を覆うレジストパターンを形成してからスパッタを行う。
(4)基板研磨工程
次に図20に示すように、基板26の保護膜30と反対側の面を、犠牲膜38が露出するまで研磨し、基板26及び犠牲膜38で構成される研磨面42を形成する。基板26の保護膜30と反対側の面を犠牲膜38が露出するまで研磨することにより、基板26は三つの基板26a、26b、26cに分割される。
次に図20に示すように、基板26の保護膜30と反対側の面を、犠牲膜38が露出するまで研磨し、基板26及び犠牲膜38で構成される研磨面42を形成する。基板26の保護膜30と反対側の面を犠牲膜38が露出するまで研磨することにより、基板26は三つの基板26a、26b、26cに分割される。
(5)第一位置決め部及び第二位置決め部の形成工程
次に図21に示すように、基板26の研磨面42上又は保護膜30上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する。後続の(7)折り曲げ工程で保護膜30が内側になるように折り曲げる場合は、研磨面42上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する。(7)折り曲げ工程で基板26が内側になるように折り曲げる場合は、保護膜30上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する。図21では、研磨面42上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成した場合を図示している。ここでは、研磨面42上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する場合を例に採り、具体的な形成方法を説明する。
次に図21に示すように、基板26の研磨面42上又は保護膜30上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する。後続の(7)折り曲げ工程で保護膜30が内側になるように折り曲げる場合は、研磨面42上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する。(7)折り曲げ工程で基板26が内側になるように折り曲げる場合は、保護膜30上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する。図21では、研磨面42上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成した場合を図示している。ここでは、研磨面42上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成する場合を例に採り、具体的な形成方法を説明する。
具体的にはまず、両面アライナーを用い第一導体膜65a及び第二導体膜65bのパターンを用いて位置合わせした状態で、リソグラフィによって研磨面42上に所定のレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをハードベークによって硬化させたものを、第一位置決め部28及び第二位置決め部31とする。または、レジストパターンの開口部にNiなどをめっきし、そのめっき膜を第一位置決め部28及び第二位置決め部31としてもよい。または、レジストパターンをマスクとして基板26の研磨面42側をイオンミリングなどで除去することにより、基板26の研磨面42側に所定のパターンを形成し、基板26自身に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成してもよい。または、レジストパターンを位置決め基準に用いた切削加工により、基板26の研磨面42側に穴、切り欠き、凹みなどを形成し、基板26自身に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成してもよい。このようにリソグラフィを用いて第一位置決め部28を形成することにより、一つの検体に対応する複数のプローブユニットの個々の位置をより高精度に決めることができる。またリソグラフィを用いて第二位置決め部31を形成することにより、複数のプローブブロック47の個々の位置をウェハ上の複数の検体2の位置に合わせて高精度に決めることができる。
(6)犠牲膜除去工程
次に図22に示すように、犠牲膜38をエッチングで除去する。犠牲膜38を除去すると、第一導体膜65a及び第二導体膜65bの犠牲膜38上に形成された部位は、犠牲膜38の支持がなくなり、浮遊部位67となる。また、犠牲膜38によって結合されていた基板26a、26b、26cが分離する。
次に図22に示すように、犠牲膜38をエッチングで除去する。犠牲膜38を除去すると、第一導体膜65a及び第二導体膜65bの犠牲膜38上に形成された部位は、犠牲膜38の支持がなくなり、浮遊部位67となる。また、犠牲膜38によって結合されていた基板26a、26b、26cが分離する。
(7)折り曲げ工程
次に図23に示すように、浮遊部位67を折り曲げ、基板26a上の保護膜30aに基板26b上の保護膜30bと基板26c上の保護膜30cとを接着する。保護膜30上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成した場合は、図24に示すように基板26aに基板26bと26cとを接着する。
次に図23に示すように、浮遊部位67を折り曲げ、基板26a上の保護膜30aに基板26b上の保護膜30bと基板26c上の保護膜30cとを接着する。保護膜30上に第一位置決め部28及び第二位置決め部31を形成した場合は、図24に示すように基板26aに基板26bと26cとを接着する。
2−4.第二のプローブユニットの製造方法
図25から図30は、第一プローブユニット47a及び第二プローブユニット47bの製造方法を示す図である。第一プローブユニット47aの製造方法と第二プローブユニット47bの製造方法とは実質的に同様であり、ここでは第一プローブユニット47aの場合を例に採り説明する。
図25から図30は、第一プローブユニット47a及び第二プローブユニット47bの製造方法を示す図である。第一プローブユニット47aの製造方法と第二プローブユニット47bの製造方法とは実質的に同様であり、ここでは第一プローブユニット47aの場合を例に採り説明する。
はじめに図25に示すように、2つの犠牲膜38で連結された基板68、70、70を準備する。この構造は、例えば1枚の基板に凹部を形成し、その凹部に犠牲膜を充填し、その後、基板を薄く削ることによって得られる。基板68、70、70及び犠牲膜38で構成される矩形柱のワークの第一面69a上に検体の一辺に沿って配列される電極に接触する導線24を形成する。次に、第一面69a上に導線24を保護する保護膜30を形成する。本工程は、図16から図20に示す工程に準じて行う。
次に図26に示すように、ワークの第一面69aに対向する第二面69b上に検体の一辺に沿って配列される電極に接触する導線24を形成し、必要に応じて第二面69b上に保護膜30を形成する。具体的には図17から図19に示す工程に準じる。
このようにワークの第一面69aと第二面69bとには検体の対向する二辺に沿って配列される電極に接触する導線24が形成される。このため、ワークの第一面69aから第二面69bまでの距離は検体の対向する二辺の間隔に応じて設定しなければならず、基板68、70、70は十分に厚いものである必要がある。
このようにワークの第一面69aと第二面69bとには検体の対向する二辺に沿って配列される電極に接触する導線24が形成される。このため、ワークの第一面69aから第二面69bまでの距離は検体の対向する二辺の間隔に応じて設定しなければならず、基板68、70、70は十分に厚いものである必要がある。
次に図27に示すように、導線24との接合部近傍が残るように基板70、70の中央部をそれぞれ除去する。この結果、基板70、70は、それぞれ二分割される。
次に図28に示すように、犠牲膜38を除去する。犠牲膜38を除去すると、導線24の犠牲膜38上に形成されていた部位67は浮遊状態になる。
次に図28に示すように、犠牲膜38を除去する。犠牲膜38を除去すると、導線24の犠牲膜38上に形成されていた部位67は浮遊状態になる。
次に図29に示すように、導線24の両端に固定された保護膜30b、30cを導線24の中間部位に固定された保護膜30aに接合するため、導線24の浮遊部位67を折り曲げる。保護膜30aに保護膜30bと保護膜30cとを接着すると、基板68、70、70から突出しC字形状に湾曲した第一接触部32及び第二接触部34が形成される。
次に図30に示すように、基板68に2つの凹部63aを形成すると第一プローブユニット47aが完成する。本工程で2つの凹部63aを形成する代わりに、図12に示す凹部63bを形成することにより、第二プローブユニット47bが形成される。
2−5.拡散配線部の構成
図31は、拡散配線部14を示す図である。
図31に示すように、拡散配線部14は、基板44と、基板44の第一面44aに設けられた複数の第一電極46と、基板44の第二面44bに設けられた複数の第二電極48とを備える。基板44にはFRP、セラミック、シリコンなどが用いられる。第二電極48は、基板44に形成された互いに平行な直線状の連絡線50によって第一電極46に導通している。尚、連絡線50は互いに平行でなくてもよいし、直線状でなくてもよい。プローブユニット19の導線24が互いに平行な直線状であるため、ウェハ上の検体とほぼ同じ幅で拡散配線部14を形成することができる。第一電極46は、プローブユニット19の第二突出部34に一対一に対応して接触するように配列されている。第二電極48は、配線盤11の電極又はインターポーザの電極の配列間隔に応じて、第一電極46の配列方向に直交する方向では第一電極46よりも広い間隔で配列されている。このため、プローブユニット19の第二突出部34の配列間隔が狭くても、プローブユニット19と配線盤11とを容易に接続することができる。第一電極46及び第二電極48は、接触抵抗を低下させるためにAuや、Pt、Pd、Rhなどの白金族で形成することが望ましい。また配線抵抗を低下させるために、連絡線50はCu、Alなどで形成することが望ましい。
図31は、拡散配線部14を示す図である。
図31に示すように、拡散配線部14は、基板44と、基板44の第一面44aに設けられた複数の第一電極46と、基板44の第二面44bに設けられた複数の第二電極48とを備える。基板44にはFRP、セラミック、シリコンなどが用いられる。第二電極48は、基板44に形成された互いに平行な直線状の連絡線50によって第一電極46に導通している。尚、連絡線50は互いに平行でなくてもよいし、直線状でなくてもよい。プローブユニット19の導線24が互いに平行な直線状であるため、ウェハ上の検体とほぼ同じ幅で拡散配線部14を形成することができる。第一電極46は、プローブユニット19の第二突出部34に一対一に対応して接触するように配列されている。第二電極48は、配線盤11の電極又はインターポーザの電極の配列間隔に応じて、第一電極46の配列方向に直交する方向では第一電極46よりも広い間隔で配列されている。このため、プローブユニット19の第二突出部34の配列間隔が狭くても、プローブユニット19と配線盤11とを容易に接続することができる。第一電極46及び第二電極48は、接触抵抗を低下させるためにAuや、Pt、Pd、Rhなどの白金族で形成することが望ましい。また配線抵抗を低下させるために、連絡線50はCu、Alなどで形成することが望ましい。
基板44には、ブロック20と拡散配線部14とを接続位置決め板16にねじで結合するためのねじ孔45と、接続位置決め板16に拡散配線部14を位置決めするための第三位置決め部49が形成されている。ねじ孔45はねじに対して緩い寸法で形成されている。第三位置決め部49は、リソグラフィによって形成されたレジストパターンを用いたエッチングやめっき、リソグラフィによって形成されたレジストパターンを位置合わせの基準に用いた穿孔加工等によって高精度に形成される。このようにリソグラフィを用いて第三位置決め部49を拡散配線部14に形成することにより、拡散配線部14とプローブユニット19とを高精度に位置合わせすることができる。
図4に示すように、拡散配線部14とプローブロック12とは、拡散配線部14の第一電極46とプローブユニット19の導線24の第二突出部34とが一対一に対応するように位置合わせされて接続位置決め板16に結合される。またブロック20を貫通しているねじ穴と、拡散配線部14のねじ穴45とに挿入されるねじ54によって、ブロック20と拡散配線部14とは接続位置決め板16に分解可能に結合される。拡散配線部14の第一電極46と導線24の第二突出部34とは、互いに押し付けられると、第二突出部34が第一電極46に接触することで、確実に導通できる。また、プローブユニット19の第二突出部34と拡散配線部14の第一電極とが分離可能な弾性接触によって接続されるため、プローブブロック47又はプローブユニット19単位での部品交換が可能である。
接続位置決め板16は、複数組のプローブブロック47及び拡散配線部14を複数の検体2に一対一に対応するように正確に位置決めすることができるため、ウェハ上に配列されている複数の検体2を同時に正確に検査することが可能になる。また、プローブブロック47の導線24の配列方向の長さl1(図4参照)を、検体2の長辺の長さとほぼ等しいか、短くなるようにし、拡散配線部14の連絡線50に直交する辺の長さl2を、検体2の長辺の長さとほぼ等しいか、短くなるようにすることにより、極めて狭い間隔でウェハに複数の検体が配列されている場合であっても、検体と一対一に対応するようにプローブブロック47を配列することができる。
2−5.接続位置決め板の構成
図32に示すように、接続位置決め板16は、複数のプローブブロック47を位置決めするための複数の位置決め部56と、複数の拡散配線部14を位置決めするための複数の位置決め部58とを有する。位置決め部56及び位置決め部58は、複数のプローブブロック47をウェハ上の複数の検体2に対して位置決めし、プローブユニット19に対して拡散配線板14を位置決めするために、リソグラフィによって高い位置精度で形成されている。
図32に示すように、接続位置決め板16は、複数のプローブブロック47を位置決めするための複数の位置決め部56と、複数の拡散配線部14を位置決めするための複数の位置決め部58とを有する。位置決め部56及び位置決め部58は、複数のプローブブロック47をウェハ上の複数の検体2に対して位置決めし、プローブユニット19に対して拡散配線板14を位置決めするために、リソグラフィによって高い位置精度で形成されている。
図3及び図32に示すように、接続位置決め板16の複数の位置決め部56と複数のプローブブロック47の第二位置決め部31とが当接した状態で、接続位置決め板16と複数のプローブブロック47とは固定される。これによって、複数のプローブブロック47をウェハ上の複数の検体2に対して正確に整列させることができる。複数の位置決め部58と複数の拡散配線部14の位置決め部49とに位置決めピン105(図3参照)が当接した状態で、接続位置決め板16と拡散配線部14とが固定される。これによって、プローブユニット19と拡散配線部14とが正確に位置決めされる。また、位置決めピン105を用いずに、拡散配線部14の位置決め部を柱状に形成してもよい。
尚、複数組のプローブブロック47及び拡散配線部14を複数の検体2に対してさらに高精度に整列させるために、接続位置決め板16と検体2が形成されるウェハとの熱膨張係数が近似していることが望ましい。例えばウェハがSiであれば、接続位置決め板16にSiや石英を用いることが望ましい。
以下、接続位置決め板16にSiを用いた場合を例に採り、位置決め部56、58の形成方法を説明する。はじめにSi基板上にリソグラフィを用いて所定のレジストパターンを形成する。次にDeepRIEでSi基板に凹みを形成する。次にSi基板の凹みと反対側からSi基板を研磨して薄くし、凹みをSi基板を貫通するような孔に加工することにより、位置決め部56、58を形成する。リソグラフィを用いることにより、位置決め部56、58を高い位置精度及び寸法精度で形成することができる。この他の方法としては、機械加工によって位置決め部56、58を形成してもよい。尚、位置決め部56、58の形状は、図示したような溝状でもよいし、孔でもよいし、凸形状であってもよい。
尚、接続位置決め板16には補強部17を取り付けてもよいし取り付けなくてもよい。例えば図3及び図32に示したように、二つの接続位置決め板16を補強部17で連結して用いてもよい。
3.配線盤の構成
図33は、配線盤を示す図である。
図33に示すように、配線盤11は、円形の基板59と、基板59の中心付近に設けられた複数の電極60と、基板59の外縁部に設けられた複数の外部接続電極62と、電極60から放射状に配線盤11内部を通って延びている配線(図示せず)とを有する。配線は、電極60と外部接続電極62とを導通させている。
図33は、配線盤を示す図である。
図33に示すように、配線盤11は、円形の基板59と、基板59の中心付近に設けられた複数の電極60と、基板59の外縁部に設けられた複数の外部接続電極62と、電極60から放射状に配線盤11内部を通って延びている配線(図示せず)とを有する。配線は、電極60と外部接続電極62とを導通させている。
図34に示すように、まず配線盤11の所定の位置に接続位置決め板16が固定される。次に複数の拡散配線部14の位置決め部49と接続位置決め板16の複数の位置決め部58とを位置合わせピン105によって位置合わせして拡散配線部14を整列させ、拡散配線部14を接続位置決め板16に固定する。次に接続位置決め板16をねじ106で配線盤11に固定する。拡散配線部14の第二電極48と配線盤11の電極60とははんだ接合、ACF接合、超音波接合などによって接合する。
さらに図1及び図3に示すように、配線盤11に固定された接続位置決め板16にプローブブロック47を固定する。プローブブロック47毎にプローブユニット19の1つに設けられた第二位置決め部31を接続位置決め板16の位置決め部56に当接させた状態でプローブロック20を接続位置決め板16に固定する。すると全てのプローブユニット19が1つのウェハに形成された複数の検体に対して整列する。具体的には、プローブブロック47毎にプローブユニット19の1つに設けられた第二位置決め部31と接続位置決め板16の位置決め部56とによってプローブブロック47毎に1つのプローブユニット19の位置が決まる。そのプローブユニット19と同一のブロック20に固定された他の3つのプローブユニット19とは、各プローブユニット19に設けられた第一位置決め部28によって相互に位置決めされている。これらの各位置決め部をリソグラフィによって形成することにより、リソグラフィの高い精度でプローブユニット19と検体とを位置合わせすることができる。また接続位置決め板16に対してプローブユニット19及び拡散配線部14がそれぞれ位置決めされると、プローブユニット19の第二突出部34は、拡散配線部14の第一電極46に一対一に対応して位置決めされる。
2 検体、3 電極、10 プローブアッセンブリ、13 位置決めロッド、15 位置決め板、19、19a〜19d プローブユニット、24 導線、26、26a〜26c 基板、28 第一位置決め部、31 第二位置決め部、32 第一突出部(接触部)、34 第二突出部(連絡部)、47a 第一プローブユニット、47b 第二プローブユニット、53 突部、66 接地導体層、68、70、119 基板
Claims (11)
- 第一基板と、
第二基板と、
中間部が前記第一基板及び前記第二基板から突出して湾曲し一端部が前記第一基板上に固定され他端部が前記第二基板上に固定されている接触部と、前記接触部の前記一端部に連なり前記第一基板に固定されている基部と、前記基部に連なり外部電極に接続される連絡部とを有し、前記中間部の非鋭利部位が検体の電極の頂面又は頂面角部に接触する導線と、
を備えることを特徴とするプローブユニット。 - 前記第一基板の前記導線が固定されている面の反対側の面と前記第二基板の前記導線が固定されている面の反対側の面とが対向していることを特徴とする請求項1に記載のプローブユニット。
- 絶縁層をさらに備え、
前記第一基板の前記導線が固定されている面と前記第二基板の前記導線が固定されている面とが、前記絶縁層を間に挟んで対向していることを特徴とする請求項1に記載のプローブユニット。 - 第一絶縁層と、
第二絶縁層と、
前記第一絶縁層と前記第二絶縁層との間に固定されグランドに接続される導体層と、をさらに備え、
前記第一基板の前記導線が固定されている面と前記第二基板の前記導線が固定されている面とが、前記第一絶縁層、前記第二絶縁層及び前記導体層を間に挟んで対向していることを特徴とする請求項1に記載のプローブユニット。 - 前記第一基板の前記導線が固定されている面の反対側の面に固定されグランドに接続される第二導体層と、
前記第二基板の前記導線が固定されている面の反対側の面に固定されグランドに接続される第三導体層と、
をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のプローブユニット。 - 第三基板をさらに備え、
前記連絡部は、中間部が前記第一基板及び前記第三基板から突出して湾曲し外部電極に接続され、一端部が前記第一基板上に固定されて前記基部と連なり他端部が前記第三基板上に固定されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプローブユニット。 - 前記接触部の前記検体と接触する部位は金又は白金属元素からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプローブユニット。
- 前記第一基板と前記第二基板と複数の前記導線とはリソグラフィを用いて一体に形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のプローブユニット。
- 複数の前記導線が互いに平行に配列され、前記検体が形成されたウェハに対して前記第一基板が垂直になる請求項8に記載のプローブユニットと、
前記連絡部に接続される複数の第一電極と、前記第一電極同士の間隔より広い間隔で配列されている複数の第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とを導通させる連絡線とを有する拡散配線部と、
を備えることを特徴とするプローブアッセンブリ。 - 中間部が第一基板及び第二基板から突出して湾曲し一端部が前記第一基板上に固定され他端部が前記第二基板上に固定されている接触部の非鋭利部位を検体の頂面又は頂面角部に接触させる接触段階と、
前記接触段階の後に、前記接触部を介して前記検体に検査信号を入力する検査段階と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの検査方法。 - 前記接触段階では、導線の両端が固定された基板を検体が形成されたウェハに対してほぼ垂直な姿勢で前記検体に接近させることを特徴とする請求項10に記載の電子デバイスの検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005027831A JP2006214863A (ja) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | プローブユニット、プローブアッセンブリ及び電子デバイスの検査方法 |
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JP2005027831A Pending JP2006214863A (ja) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | プローブユニット、プローブアッセンブリ及び電子デバイスの検査方法 |
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2005
- 2005-02-03 JP JP2005027831A patent/JP2006214863A/ja active Pending
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