JP2007078359A - プローブの基板への取り付け方法およびそれに用いるプローブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のプローブの取り付け方法では、狭ピッチやエリアアレイへの対応が難しく、取り付けるために手間がかかっていた。
【解決手段】 基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成される複数個の同じ形状のプローブを、同一平面上に所定の間隔を有して整列させた状態で支持部材に埋め込んでプローブユニットを形成し、上記プローブユニットを基板に取り付け、基板に取り付けた後にプローブユニットの支持部材を除去することによりプローブを基板へ取り付ける。
【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体ウエハの試験に用いるプローブカードの基板へプローブを取り付ける方法およびそれに用いるプローブユニットに関する。

近年、モバイル機器を中心として、小型化・軽量化が進んでおり、それに伴い、半導体ウエハの高集積化および高速化が急激に進んでいる。高集積化により電極パッドの狭ピッチ化が進み、１５０μｍピッチ以下への対応がプローブに求められている。

また、電極パッドの配置も、エリアアレイ化といった電極の高密度配置が進められており、エリアアレイ対応のプローブも求められている。

従来のプローブに用いられているスプリング方式では、１５０μｍピッチ以下の狭ピッチやエリアアレイへの対応は困難であり、プローブの形状と取り付け方法を改良する必要があった。

また、多数のプローブを狭ピッチで配置するためには手間がかかるので、簡単に複数のプローブを一度に基板へ取り付ける方法が求められていた。

本発明はこのような従来のプローブが有していた課題を解決するために、狭ピッチやエリアアレイに対応したプローブの基板への取り付け方法およびその際に用いるプローブユニットを提供することを目的とする。

本発明のプローブの基板への取り付け方法は、基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成される複数個の同じ形状のプローブを、同一平面上に所定の間隔を有して整列させた状態で支持部材に埋め込んでプローブユニットを形成し、上記プローブユニットを基板に取り付け、基板に取り付けた後にプローブユニットの支持部材を除去することを特徴とする。

上記支持部材としてレジスト、金属、非感光性樹脂のいずれかを用いてプローブユニットを形成することが好ましい。

また、上記支持部材としてレジストを用い、レジストを鋳型として使用し電鋳によりプローブを形成し、レジストに複数のプローブが埋め込まれたプローブユニットを形成することが好ましい。

複数のプローブユニットを所定の間隔で整列させて固定しプローブのエリアアレイを行った後に基板へ取り付け、プローブユニットの支持部材を除去することが好ましい。

支持部材の一部を残して除去し、残された支持部材によりプローブの固定を補強することが好ましい。

本発明のプローブユニットは、基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成されるプローブが複数、同一平面上に所定の間隔を有して整列させられた状態で支持部材によって結合されたことを特徴とする。

本発明のプローブの基板への取り付け方法は、基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成される複数個の同じ形状のプローブを、同一平面上に所定の間隔を有して整列させた状態で支持部材に埋め込んでプローブユニットを形成し、上記プローブユニットを基板に取り付け、基板に取り付けた後にプローブユニットの支持部材を除去することにより、狭ピッチやエリアアレイ対応のプローブでも簡単に、そして正確に取り付けることができる。

上記支持部材としてレジスト、金属、非感光性樹脂のいずれかを用いてプローブユニットを形成することにより、プローブユニットの形成が容易となり正確なプローブのピッチが可能となる。

また、上記支持部材としてレジストを用い、レジストを鋳型として使用し電鋳によりプローブを形成し、レジストに複数のプローブが埋め込まれたプローブユニットを形成することにより、プローブユニットを簡単に形成することができ、正確なピッチでプローブの配置を行うことができる。

複数のプローブユニットを所定の間隔で整列させて固定しプローブのエリアアレイを行った後に基板へ取り付け、プローブユニットの支持部材を除去することにより、プローブの基板への接合作業が一度に行うことができ、作業の効率化が実現できる。

支持部材の一部を残して除去し、残された支持部材によりプローブの固定を補強することにより、隣接するプローブの接触を防ぐことができ、また変位の制御を行うことができる。

本発明のプローブユニットは、基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成されるプローブが複数、同一平面上に所定の間隔を有して整列させられた状態で支持部材によって結合されることにより、複数のプローブを一度に基板に取り付けることができ、狭ピッチのプローブ配置が可能となり、１５０μｍピッチ以下のエリアアレイにも対応可能となる。

本発明を図を用いて以下に詳細に説明する。図１は、本発明のプローブユニットに用いるプローブ１の側面図であり、図２は本発明のプローブユニット２の側面図である。

プローブ１は、基板７に取り付けるための接合部５、接合部５から延在しバネ性を有する形状のアーム部４、およびアーム部４の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部３から構成される。

同じ形状の複数のプローブ１を、支持部材６に埋め込んでプローブユニット２を形成する。この時、隣接するプローブ１は、同一平面上に所定の間隔を有して整列させた状態とする。

本実施形態におけるプローブ１のアーム部４は、Ｖ字形状としているが、この形状に限定するのではなく、図６に示す片持ち梁型でもよく、他のバネ性を有する形状でも良い。

支持部材６として本実施形態では、レジストを用いるが、これに限定するのではなく、その他に、Ｃｕ等の金属やポリイミド等の非感光性樹脂でも良い。

プローブ１を、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の良導電性金属材料から、リソグラフィーで作製したレジストを鋳型として用いた電鋳により作成する。一般的なレジストを鋳型として用いた電鋳では、最後にレジスト除去を行い、プローブを取り出すが、本発明では、支持部材６としてレジストを用いるので、複数のプローブ１を所定の間隔で同一平面上に形成した後に、レジスト除去を行わない。レジストを残して支持部材６として機能することにより、プローブ１を複数レジスト６に埋め込んだプローブユニット２を形成することができる。リソグラフィとしてはＸ線リソグラフィやＵＶリソグラフィを用いる。

プローブ１の幅及び厚みは数１０μｍで、隣接するプローブ１は１５０μｍ以下のピッチでプローブユニット２に配置されている。このようにプローブ１は基板７に取り付ける前に１５０μｍ以下のピッチでプローブユニット２として形成されているので、基板７へはプローブユニット２として取り付けを簡単に行うことができる。

そして、プローブ１はアーム部４が略Ｖ字形をしていることによりスプリング方式でなくても弾性力を有することが可能となる。

プローブ１が埋め込まれたレジスト６は、プローブユニット２の基板７への取り付けが全て完了した後に、レジスト除去が行われることにより取り除かれる。

次に本発明のプローブ１の基板７への取り付け方法について詳しく説明を行う。図３に示すのがプローブユニット２が形成された状態を示す側面図であり、図４がプローブユニット２を基板７に取り付けている状態を示す斜視図であり、図５はプローブユニット２の支持部材６を除去しプローブ１の基板７への取り付けが完了した状態を示す斜視図である。

上述のレジストを鋳型として用いた電鋳によりプローブユニット２を形成するが、図３に示すように、複数のプローブユニット２を一度に形成する。この中からプローブユニット２を取り出して順にプローブユニット２を基板７に取り付ける。

プローブユニット２を所定の間隔で基板７に順次取り付けて配列していくと、プローブ１が等間隔で配置され、エリアアレイに対応可能となる。

このようにしてプローブユニット２の取り付けが全て完了したら、プローブユニット２の支持部材６を除去する。支持部材６を除去するとプローブ１が露出され、プローブ１の取り付けが完了となる。

本実施形態では支持部材６としてレジストを用いているので、支持部材６の除去には、溶剤等を用いて行う。溶剤としては塩素系溶剤、石油系溶剤、キシレンなどが使われ、溶剤以外にも、アルカリ水溶液等が用いる。これにより、支持部材６は完全に除去され、各プローブ１が露出される。

次に、支持部材６を全て除去せずに一部を残し、残した支持部材６によりプローブの固定を補強する場合の実施形態について説明する。図７に示すのが一部の支持部材６を残す場合のプローブユニット２である。

狭ピッチに対応するためにプローブ１のアーム部４は非常に細くなっているために、アーム部４が折れ曲がったりする場合がある。このためにプローブ１の補強のために支持部材６の一部を除去せずに残す。

プローブユニット２のプローブ１同士を絶縁しなければならないので、残す支持部材６には絶縁物を用いなければならない。そのために、支持部材６の形成の際、残す部分と除去する部分の材質を変えることも可能である。また、同一の材質を用いて除去の範囲を決めて、除去することも可能である。

支持部材６を残す位置に付いては、図６（ａ），（ｂ）に示すような接合部５付近を残したり、図６（ｃ）に示すようなアーム部４の中央付近を残すことも可能である。残す場所や範囲は適宜決定することができる。

プローブユニット２を基板７に取り付ける別の方法について説明する。上述の取り付け方法は、プローブユニット２を１列ごと取り付けたが、本方法は、プローブユニット２を基板７に取り付ける前に、整列させてブロック状にした後に、基板７に取り付ける方法である。

プローブユニット２を基板７に取り付けるのと同じ所定の間隔で整列させて互いに固定しプローブユニット２をブロック形状にする。ブロック形状にしたプローブユニット２を基板７に接合する。これにより、基板７への取り付け作業はまとめて行うことができ、作業効率が良くなる。

上述のように、本発明ではプローブ１がプローブユニット２として形成される時に正確なピッチで配置することができるので、基板に取り付ける時に、プローブ１を一度に正確なピッチで複数取り付けることができ、取り付け手間の削減が可能となる。

本発明のプローブの側面図。 プローブが支持部材に埋め込まれた状態のプローブユニットの平面図。 プローブユニットが形成された状態を示す平面図。 プローブユニットを基板に取り付けている状態を示す斜視図。 プローブユニットのレジストを除去しプローブの基板７への取付が完了した状態を示す斜視図。 本発明のプローブの別の実施形態を示す側面図。 （ａ）は支持部材の一部を残す場合のプローブユニットの側面図であり、（ｂ）は支持部材の一部を残した状態のプローブユニットの側面図であり、（ｃ）は（ａ）とは別の箇所の支持部材を残した場合のプローブユニットの側面図。 （ａ）はプローブユニットをブロック状にしている状態の斜視図であり、（ｂ）はプローブユニットをブロック状にした状態を示す斜視図であり、（ｃ）はブロック状にしたプローブユニットを基板に取り付けた状態の斜視図。

符号の説明

１ プローブ
２ プローブユニット
３ 接触部
４ アーム部
５ 接合部
６ レジスト
７ 基板

Claims (6)

1. 基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成される複数個の同じ形状のプローブを、同一平面上に所定の間隔を有して整列させた状態で支持部材に埋め込んでプローブユニットを形成し、上記プローブユニットを基板に取り付け、基板に取り付けた後にプローブユニットの支持部材を除去することを特徴とするプローブの基板への取り付け方法。
2. 上記支持部材としてレジスト、金属、非感光性樹脂のいずれかを用いてプローブユニットを形成することを特徴とする請求項１に記載のプローブの基板への取り付け方法。
3. 上記支持部材としてレジストを用い、レジストを鋳型として使用し電鋳によりプローブを形成し、レジストに複数のプローブが埋め込まれたプローブユニットを形成することを特徴とする請求項１に記載のプローブの基板への取り付け方法。
4. 複数のプローブユニットを所定の間隔で整列させて固定しプローブのエリアアレイを行った後に基板へ取り付け、プローブユニットの支持部材を除去することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブの基板への取り付け方法。
5. 支持部材の一部を残して除去し、残された支持部材によりプローブの固定を補強することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプローブの基板への取り付け方法。
6. 基板に取り付けるための接合部、接合部から延在しバネ性を有するように屈曲しているアーム部、およびアーム部の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部から構成されるプローブが複数、同一平面上に所定の間隔を有して整列させられた状態で支持部材によって結合されたプローブユニット。
   
   
   

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