JP2007183250A

JP2007183250A - プローブチップ及びプローブカード

Info

Publication number: JP2007183250A
Application number: JP2006324212A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Watanabe; 強渡邊; Takenao Takojima; 武尚蛸島
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP5232382B2; US20070126442A1; US7545160B2

Abstract

【課題】プローブカードにおける接触部のプローブに折損等の不具合が起きたときに、容易に接触部の交換を行うことができるプローブチップ及びプローブカードを提供する。
【解決手段】ガイドフレーム１３と、プローブチップ１７と、押え冶具１５とを備えるプローブカードにおいて、プローブチップ１７が有するカンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇを、押え冶具１５の導電経路１５ｂに当接させて、第二腕部１７ｇが弾性変形して撓んだ状態で、プローブチップ１７をガイドフレーム１３に押さえ込むようにして固定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＳＩの電気的試験において、半導体ウェハー上に形成された被試験ＬＳＩ（ＤＵＴ：ＤｅｖｉｃｅｕｎｄｅｒＴｅｓｔ）とＬＳＩ試験装置（ＬＳＩテスター）との間に介在し、ＤＵＴに対しては回路を駆動するための電源、電圧の基準となるグランド及び回路を試験するための信号を供給し、ＤＵＴからは試験信号に対する応答信号をＬＳＩ試験装置に伝送させるためのプローブチップ及びこれを用いたプローブカードに関するものであり、具体的には交換が極めて容易で、かつ、狭ピッチである新規なプローブチップ及びこれを用いたプローブカードに関する。

従来技術による一般的なプローブカードは特許文献１に開示されている。即ち、タングステン等の金属製のプローブピンをセラミック等の台座（固定リング）に所定のピッチで多数本固定し、一端は自由端とし（この自由端がＤＵＴ上のパッドに接触する）他端は回路基板上の金属配線に半田付けされることによりプローブカードが構成されていた。

プローブカードはプローバ装置に設置され、半導体ウェハ上に形成されたＤＵＴを試験するため、プローブピンの自由端はプローバの移動機構によりＤＵＴ上の所定のパッドに接触させられる。プローブピンの自由端がＤＵＴのパッドと接触することにより、ＬＳＩ試験装置からＤＵＴに対して回路を駆動するための電源、電圧の基準となるグランド及び回路を試験するための試験信号が供給され、ＤＵＴからは試験信号に対する応答信号がＬＳＩ試験装置に伝送される。通常は、ウェハ上には複数のＤＵＴが存在するので、ウェハ上のＤＵＴを全て試験するためには、上記の動作を繰り返し行なう必要があり、このため、プローブピンはＤＵＴ上のパッドとの接触を繰り返し行なう必要がある。上記の様に、プローブピンはパッドと繰り返し接触を行なうため、パッドの高さの不均一、パッド上の異物等により先端が変形、汚染、破損等が発生する。また、プローブピン、パッドと同様に金属製であるため繰り返し接触を行なうことにより磨耗も発生する。プローブピンの先端において変形、汚染等が発生した場合、プローブピンとパッドとの接触抵抗が増大し、正確な試験を実行することができなくなるため、プローブピンの修理、交換が必要となる。また、ＤＵＴ上のパッドのＬＳＩ毎により異なるため、プローブカード上のプローブピンの配置もＤＵＴの種類に応じた配列にする必要がある。従って、ＤＵＴの種類によってプローブカードの交換が必要となる。

さらに、特許文献１に示される課題を解決する技術が特許文献２に開示されている。即ち、クランク形のプローブピンを基台上に固定されたプローブブロックを用いることにより、クランク形のプローブピンの一端がＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）テープの出力端子に弾性的に接触すると同時に、プローブブロックはプローブ装置の基台に着脱することが可能になっている。この結果、プローブピンの交換、修理の際、及びＤＵＴの種類が変わることによるプローブピンの配列の変更は、上記のプローブブロックを交換することにより可能となっている。
特開平８−６４６４６号公報。特開平８−３１３５５７号公報

しかしながら、従来技術によるプローブカードにおいては、プローブピンが台座へ固定され、プローブピンは回路基板上へ半田付けにより固定されていた。このため、プローブピンの修理、交換を行うためには、プローブカード全体をプローバから取り外す必要がある。また、プローブピンの台座への固定、回路基板への半田付け及びプローブピンの先端高さの調整等は全て手作業により行うため、プローブピンの本数の増加と共にプローブカードの価格も増加し、また、プローブカード修理、交換も長時間を要し、ＬＳＩ試験の効率を低下させる原因となっていた。上述の通り、プローブピンは金属製ニードルにより形成されているので、一定の太さが必要とされる。即ち、プローブピンの太さが一定以上でなければ、自由端がパッドに接触した際に所望の荷重を印加することができず、接触抵抗の低減を図れない結果となる。このため、プローブピンに金属製ニードルを使用している限り一定以下の狭ピッチ化は困難である。

また、特許文献２に示されるものは、プローブブロックを用いることにより、プローブピンの修理、交換及びプローブピン配列の変更に対応可能となっているが、クランク形のプローブピンが固定される基台はセラミック等の絶縁性材料を使用する必要があり、また、クランク形のプローブピンを固定する面はスロープ状にする必要がある。一般的にセラミック等の絶縁材料を高精度で所望の形状に加工することは困難であるか、また、可能ではあってもその加工には長時間を要する。また、クランク形のプローブピンも金属製である限りは、上記の説明の通り、狭ピッチ化は困難である。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、前記カンチレバーの各々の表面上には、前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップとしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップとしたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップとしたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップとしたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードとしたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの他端と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードとしたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードとしたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有する前記プローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板と電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードとしたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の構成に加え、前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の構成に加え、前記導電性凸部が、メッキによる金属ポスト、金属バンプ、超微粒子ジェットプリンティングによる突起により形成されたことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の構成に加え、前記シリコン製カンチレバー上の金属配線層及び導電性凸部がメッキ層により被覆されていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の構成に加え、前記台座がシリコンであることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の構成に加え、前記導電性凸部の形状がマッシュルーム形状であることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の構成に加え、前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の構成に加え、前記導電性凸部が、メッキによる金属ポスト、金属バンプ、超微粒子ジェットプリンティングによる突起により形成されたことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の構成に加え、前記シリコン製カンチレバー上の金属配線層及び導電性凸部がメッキ層により被覆されていることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の構成に加え、前記台座がシリコンであることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の構成に加え、前記導電性凸部の形状がマッシュルーム形状であることを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記押え治具には、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路が形成され、該押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させるものであり、前記カンチレバーは左右に複数平行に設けられ、該左右の前記カンチレバーは互いに前記第二腕部が接近し、所定の間隔を持って対向するように配設されると共に、前記第一腕部が離間するように互いに逆向きに配設され、前記押え治具は、前記左右のカンチレバーの前記第二腕部の間に挿入されるように構成されたことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の構成に加え、前記押え治具は、平板状の板材を有し、該板材の両面側に前記導電経路が形成され、該板材の両面側の前記導電経路と前記左右のカンチレバーの第二腕部とがそれぞれ電気的に接続される一方、前記配線基板には、左右一対の接続ピンが突設され、該一対の接続ピンの間に前記押え治具が挿入されて前記板材の両面側の前記導電経路に接続されるように構成されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップを用いることにより、プローブピンの担うＤＵＴへのコンタクト機能（プローブチップではシリコン製のカンチレバーにより実現）を果たすようにさせ、ＰＣＢに接続する機能と分離することが可能となる。この結果、プローブピン（カンチレバー）に破損、汚染等が発生した場合に、プローブカードからプローブチップのみを取り外し交換することが可能となる。また、プローブピンを優れた機械的性質を有し、半導体微細加工技術により高精度な加工が可能なシリコンにより形成することにより、従来は実現不可能であった微細なプローブピン（カンチレバー）を形成することが可能となり、狭ピッチ化を実現することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップにおいて、金属配線層の下に絶縁層を設けることによりシリコン製カンチレバー間の電気的絶縁性を向上させることができ、カンチレバー間のリーク電流の低減、高周波信号のクロストークの低減を達成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップにおいて、カンチレバーの第二腕部の先端付近に導電性凸部を設けることにより、押え治具との電気的接触をより確実にすることが可能なプローブチップを実現できる。

請求項４に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップにおいて、シリコン製カンチレバーの第二腕部に導電性凸部を設けることにより、押え治具とのより確実な電気的接触を確保し、かつ、金属配線層の下に絶縁層を設けることにより、シリコン製カンチレバー間の電気的絶縁性を向上させたプローブチップを実現できる。

請求項５に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードの前記プローブチップは前記押え治具を用いてガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する押え治具もガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部をガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードにより、プローブピンの破損、汚染等が発生した際に、プローブチップのみを交換することによりプローブピンの交換が可能となる。この結果、ＬＳＩ試験の効率を向上させることができる。

また、押え治具の上面をカンチレバーの第一腕部の導電性凸部より低くすることにより、導電性凸部にＬＳＩを接触させて、導通検査を行う場合に、支障がない。検査対象が単体のＬＳＩではなく、シリコンチップをウェハー状のシリコンから切り離す前の状態の素子に対して導通検査を行う場合には、ウェハーの周辺部分に押え冶具の上面が当接する虞がなく、良好に検査を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いてガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する押え治具もガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部をガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードにより、プローブピンの破損、汚染等が発生した際に、プローブチップのみを交換することによりプローブピンの交換が可能となる。この結果、ＬＳＩ試験の効率を向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いてガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する押え治具もガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部をガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードにより、プローブピンの破損、汚染等が発生した際に、プローブチップのみを交換することによりプローブピンの交換が可能となる。この結果、ＬＳＩ試験の効率を向上させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、前記プローブチップは前記押え治具を用いてガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する押え治具もガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部をガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、この際、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなるプローブカードにより、プローブピンの破損、汚染等が発生した際に、プローブチップのみを交換することによりプローブピンの交換が可能となる。この結果、ＬＳＩ試験の効率を向上させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成することにより、シリコン製カンチレバー間のリーク電流及び高周波信号のクロストーク低減を図ることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、前記導電性凸部を、メッキによる金属ポスト、金属バンプ、超微粒子ジェットプリンティングによる突起により形成することにより、接触抵抗の低減を図ることができる。

請求項１１の記載の発明によれば、プローブチップの金属配線層の電気抵抗を低減することができる。また、導電性凸部と金属配線層とを同時にメッキにより被覆することにより、導電性凸部の機械的強度を向上させることができる。

請求項１２に記載の発明によれば、前記台座がシリコンにより形成することにより、半導体微細加工による加工が可能となり、プローブチップをガイドフレームに着脱可能に取付ける際に使用する、例えば、嵌め合わせ構造等を高精度に形成することが可能となる。

請求項１３に記載の発明によれば、前記導電性凸部の形状がマッシュルーム形状にすることにより、パッドとの接触の際に常に一定の接触面積を確保することが可能となり、接触抵抗を安定化させることが可能となる。

請求項１４に記載の発明によれば、前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成することにより、シリコン製カンチレバー間のリーク電流及び高周波信号のクロストーク低減を図ることができる。

請求項１５に記載の発明によれば、プローブチップの金属配線層の電気抵抗を低減することができる。また、導電性凸部と金属配線層とを同時にメッキ層により被覆することにより、導電性凸部の機械的強度を向上させることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、前記台座がシリコンにより形成することにより、半導体微細加工による加工が可能となり、プローブチップをガイドフレームに着脱可能に取付ける際に使用する、例えば、嵌め合わせ構造等を高精度に形成することが可能となる

請求項１７に記載の発明によれば、前記導電性凸部の形状がマッシュルーム形状にすることにより、パッドとの接触の際に常に一定の接触面積を確保することが可能となり、接触抵抗を安定化させることが可能となる。

請求項１８に記載の発明によれば、前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成することにより、シリコン製カンチレバー間のリーク電流及び高周波信号のクロストーク低減を図ることができる。

請求項１９に記載の発明によれば、押え治具を挿入するだけで、プローブチップを押さえた状態で簡単に配設できると共に、隣接する複数のＬＳＩ同士を極めて接近させて、多数個検査に対応できる。

請求項２０に記載の発明によれば、押え治具は、平板状の板材を有し、この板材の両面側に導電経路が形成され、かかる押え治具を縦方向に挿入すれば良いため、押え治具の幅方向の占有スペースを狭めることができ、装置全体の小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて詳細に説明する。

[発明の実施の形態１]

図１乃至図９には、この発明の実施の形態１を示す。

図１は本発明によるプローブカードの実施の形態を示す断面図であり、図２はプローブカードを分解した状態を示す図である。このプローブカード１１は、ＬＳＩ１２の電気導通テスト等の製品検査に使用されるものであり、ガイドフレーム１３と、プローブチップ１７と、押え冶具１５とを備えている。

ここで、ＬＳＩ１２は、図１に示すように、例えば四角形状のパッケージ本体１２ｂの底面に多数の端子１２ａが相対向する２辺に沿って複数設けられている。

プローブチップ１７は、図３に示すように、シリコン製の台座１７ｄの上面に二酸化珪素（ＳｉＯ_２）からなる絶縁層１７ｈを形成し、この絶縁層１７ｈの上に、台座１７ｄから互いに反対の略水平方向に延出させるようにしてシリコン製のカンチレバー１７ａが設けられている。台座１７ｄの下側には、ガイドフレーム１３の基準凸部１３ａと嵌合して位置決めがされるためのアライメント用孔１７ｅが設けられている。

カンチレバー１７ａは、図５に示すように、台座１７ｄ上に、検査対象のＬＳＩ１２の端子配列に対応するように本数とピッチが揃えられて複数設けられており、この台座１７ｄから両側に向けて第一腕部１７ｆと第二腕部１７ｇとが延長されて設けられている。この第一腕部１７ｆは検査対象となるＬＳＩ１２の端子１２ａに接触する側で、端子１２ａへの接触性を向上させるため、先端近傍に導電性凸部１７ｂが設けられており、又、第二腕部１７ｇの先端部近傍には、回路基板１８に設けられた回路部１８ａと接触するために、平面形状の接触部１７ｊが形成されている。この接触部１７ｊに図３中二点鎖線に示すように、導電性凸部１７ｂと同様な導電性凸部１７ｃを形成することも可能である。このカンチレバー１７ａは、図４に示すように、シリコン（Ｓｉ）層１７ｍの上に、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）の絶縁層１７ｐが設けられ、さらに図には示さないクロム層を介してニッケル（Ｎｉ）層が設けられている。このニッケル層が導電のための金属配線層１７ｋとなる。カンチレバー１７ａの一端部には、このニッケル層（金属配線層１７ｋ）の上に導電性凸部１７ｂがさらにニッケルにて成形されている。このカンチレバー１７ａの周囲には、金または金とコバルトのメッキ層１７ｎが施されている。このメッキ層１７ｎにより、カンチレバー１７ａの導電抵抗を下げることができ、又、一端に立てた導電性凸部１７ｂが倒れ難くするように、補強の役目を果たしている。

また、カンチレバー１７ａは台座１７ｄ上で、隣接するカンチレバー１７ａ同士の間隔、及び幅を変えている。これは、ＬＳＩ１２の端子配列に対応するため、各カンチレバー１７ａの第一腕部１７ｆの間隔、および幅を微小なものとしなければならないが、これを回路基板１８の回路部１８ａと接続するため、第二腕部１７ｇの間隔、及び幅を大きく拡張している（図５参照）。

ガイドフレーム１３には、平板状の中央に、上方に突出する所定面積の基台部１３ｂが形成され、この基台部１３ｂの上にプローブチップ１７を位置決めする基準凸部１３ａが上方に突出して形成されている。

押え冶具１５は、ガイドフレーム１３にプローブチップ１７を押し付けて固定するための冶具で、枠型を呈しており、内周に開口部を有している。プローブチップ１７のカンチレバー１７ａと、回路基板１８の回路部１８ａとを電気的に接続するための導電経路１５ｂを内部に有している。この押え治具１５の、カンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇと接触する側には、庇部１５ａが突出して設けられ、この庇部１５ａの下面に沿うように導電経路１５ｂの端部１５ｈが突出している。また、ボルト１６が螺合されるねじ孔１５ｊが図１及び図２に示すように形成されている。

プローブカード１１の組み立ては、図２に示すように、ガイドフレーム１３上に、基準凸部１３ａと台座１７ｄのアライメント用孔１７ｅが嵌合するように、プローブチップ１７が配置される。その後、押え冶具１５が開口部内にプローブチップ１７を臨むようにして、ガイドフレーム１３からボルト１６が挿通されてねじ孔１５ｊに螺合されることにより、ガイドフレーム１３に押え治具１５が固定される。このとき、プローブチップ１７のカンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇは、端部の接触部１７ｊが、押え冶具１５の導電経路１５ｂの端部１５ｈと当接し、庇部１５ａにより弾性的に湾曲された状態で、プローブチップ１７が押え治具１５により押さえ込まれる形で固定される。なお、この時、庇部１５ａが無く、突出した導電経路１５ｂの端部１５ｈにより、プローブチップ１７のカンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇを弾性的に湾曲させて押さえ込むこともできる。

これにより、押え冶具１５の上面よりも、プローブチップ１７のカンチレバー１７ａの第一腕部１７ｆに設けられた導電性凸部１７ｂが突出した形となり、導電性凸部１７ｂにＬＳＩ１２を接触させて、導通検査を行う場合に、支障がない。検査対象が単体のＬＳＩ１２ではなく、シリコンチップをウェハー状のシリコンから切り離す前の状態の素子に対して導通検査を行う場合には、ウェハーの周辺部分に押え冶具１５の上面が当接する虞がなく、良好に検査を行うことができる。

図６には、カンチレバー１７ａの第一腕部１７ｆ先端部近傍に設けられた導電性凸部１７ｂの構造例を示すものである。この導電性凸部１７ｂは、マッシュルーム形状を呈し、上面の接触部が半円球状に形成されたものである。この形状により、接触部にＬＳＩ端子１２ａが押し当てられて第一腕部１７ｂが変位したときにも、接触部の半円球状に沿って良好な接触を得ることができる。このほかにも、導電性凸部１７ｂの形状は、略円柱状で上面の接触面が平坦形状としたものや、略円柱状で上面の接触面に孔を設けたものも適用することができる。また、略円柱のものに限らず、四角柱や五角柱状の導電性凸部１７ｂとし、先端の角部で鋭利に端子に接触させることもできる。さらにまた、導電性凸部１７ｂは、メッキによる金属ポスト、金属バンプ、超微粒子のジェットプリンティングによる突起により形成されたものを使用することができる。これによれば、接触抵抗の低減を図ることができる。

また、カンチレバー１７ａを形成するシリコンを高抵抗シリコンにより形成することにより、リーク電流や、カンチレバー１７ａ間のクロストークの発生をより確実に防ぐことができる。

カンチレバー１７ａは、検査対象となるＬＳＩ１２の端子配列に対応するため、複数の第一腕部１７ｆを狭い間隔で配列しなければならなくなる。そのため、第一腕部１７ｆを３本ごとに長さを変えて、千鳥状に配列することが考えられるが、第一腕部１７ｆの長さを変えると、腕部の撓み変形力が個々の腕部で異なってしまい、端子１２ａと接触する際の接触力にばらつきが出るため、好ましくない。

このような不具合を解消するため、図７に示すように、各第一腕部１７ｆの長さは変えずに、各第一腕部１７ｆが台座１７ｄから延出する部分の台座の形状を突出させ、その突出量を個々に変えることにより、各第一腕部１７ｂの接触部（導電性凸部１７ｂ）を千鳥状に配列させるようにしたものである。

次に、第一、第二腕部１７ｆ，１７ｇのばね部の形成方法及び導電性凸部１７ｂの形成方法について説明する。

（１）第一、第二腕部１７ｆ，１７ｇのばね部の形成方法（図８参照）

まず、図８の（ａ）工程で、Ｓｉ層、ＳｉＯ_２層、Ｓｉ層の３層を積層する。次いで、図８の（ｂ）工程で、最上層のＳｉ層の上に、ばね形状に対応したフォトレジスト層をフォトリソグラフィにより加工する。次に、図８の（ｃ）工程で、最上層のＳｉ層を、ドライエッチングにより、ばね形状に対応した部分（表面のフォトレジスト層で隠れた部分）を残し、他の部分を除去する。

図８の（ｄ）工程で、表面のフォトレジスト層を除去すると共に、裏面にフォトレジスト層をフォトリソグラフィにより加工する。その後、図８の（ｅ）工程で、最下層のＳｉ層のばね部分に対応した部分（裏面のフォトレジスト層で隠れた部分）を、ドライエッチングにより除去する。そして、図８の（ｆ）工程で、ばね部分に対応したＳｉＯ_２層を除去すると共に、裏面のフォトレジスト層を除去し、Ｓｉ層から成る３本のばね部を成形する。

その後、図示はしていないが、Ｓｉから成るばね部の上に、ＳｉＯ_２層（絶縁層）、Ｎｉ層を積層すると共に、表面に金コバルトをメッキ層を施して第一又は第二腕部１７ｆ，１７ｇを成形する。

（２）導電性凸部１７ｂの形成方法（図９参照）

まず、図９の（ａ）工程で、Ｓｉ層の上にＳｉＯ_２層が積層され、このＳｉＯ_２層の上にレジスト層を塗布し、このレジスト層をフォトリソグラフィにより、所定の位置に孔を開ける。次いで、図９の（ｂ）工程で、その孔にＮｉを電鋳により板状に成形する。さらに、電鋳を継続すると、図９の（ｃ）工程で、Ｎｉが凹形状を呈し、図９の（ｄ）工程で、Ｎｉの凹形状の凹部の部分が埋まり、上面が平面形状となる。さらに電鋳を進行させると、図９の（ｅ）工程で、上面が盛り上がる。その後、図９の（ｅ）工程で、レジスト層を除去することにより、複数のマッシュルーム形状の導電性凸部１７ｂが形成される。

このようなものにあっては、上述のようなプローブチップ１７を用いることにより、プローブピンの担うＤＵＴへのコンタクト機能（プローブチップ１７ではシリコン製のカンチレバー１７ａにより実現）を果たすようにさせ、ＰＣＢに接続する機能と分離することが可能となる。この結果、プローブピン（カンチレバー１７ａ）に破損、汚染等が発生した場合に、プローブカード１１からプローブチップ１７のみを取り外し交換することが可能となる。

ここでは、プローブチップ１７は、押え治具１５を用いてガイドフレーム１３に着脱可能に取り付け可能であり、かつ、プローブチップ１７のカンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇと配線基板１８とを電気的に接続するための導電経路１５ｂを有する押え治具１５もガイドフレーム１３に着脱可能に取り付け可能であり、この押え治具１５を用いてプローブチップ１７のカンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇをガイドフレーム１３側に弾性的に湾曲させることにより、カンチレバー１７ａの反発力を利用してカンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇと押え治具１５の導電経路１５ｂの一端とを電気的に接続させるようにしているため、プローブピン（カンチレバー１７ａ）の破損、汚染等が発生した際に、プローブチップ１７のみを交換することによりプローブピン（カンチレバー１７ａ）の交換が可能となる。この結果、ＬＳＩ試験の効率を向上させることができる。

また、カンチレバー１７ａを、優れた機械的性質を有し、半導体微細加工技術により高精度な加工が可能なシリコンにより形成することにより、従来は実現不可能であった微細なプローブピン（カンチレバー１７ａ）を形成することが可能となり、狭ピッチ化を実現することが可能となる。

さらに、金属配線層１７ｋの下に絶縁層１７ｈを設けることにより、シリコン製カンチレバー１７ａ間の電気的絶縁性を向上させることができ、カンチレバー１７ａ間のリーク電流の低減、高周波信号のクロストークの低減を達成することができる。

さらにまた、カンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇの先端付近に図３中二点鎖線に示すように、導電性凸部１７ｃを設けることにより、押え治具１５との電気的接触をより確実にすることが可能なプローブチップ１７を実現できる。

また、導電性凸部１７ｂと金属配線層１７ｋとを同時にメッキ層１７ｎにより被覆することにより、導電性凸部１７ｂの機械的強度を向上させることができる。

さらに、プローブチップ１７の台座１７ｄをシリコンにより形成することにより、半導体微細加工による加工が可能となり、プローブチップ１７をガイドフレーム１３に着脱可能に取付ける際に使用する、例えば、嵌め合わせ構造等を高精度に形成することが可能となる。

さらにまた、導電性凸部１７ｂの形状がマッシュルーム形状にすることにより、頭部が半球形状に形成されるため、ＬＳＩ１２の端子１２ａとの接触の際に常に一定の接触面積を確保することが可能となり、接触抵抗を安定化させることが可能となる。
［発明の実施の形態２］

図１０乃至図１３には、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２のプローブカード１１は、図１０に示す平面図のように、ガイドフレーム１３の中央部に長方形状の基台部１３ｂが形成され、この基台部１３ｂ上にプローブチップ１７の台座１７ｄが配設されている。

この台座１７ｄは中央部に開口を有する四角形の枠形状を呈しており、相対向する二辺の上面にカンチレバー１７が配設されている。このカンチレバー１７は、ＬＳＩ１２の端子１２ａに接触する第一腕部１７ｆの先端部が、台座１７ｄの開口内に臨まされており、弾性を持たせて撓むように構成されている。また、カンチレバー１７の他端側の第二腕部１７ｇは、台座１７から外方側に延出し、こちらも第一腕部１７ｂと同様に弾性を持たせて撓むように構成されている。この第二腕部１７ｇの外側には、左右に一対、押え冶具１５がガイドフレーム１３に取り付けられて配設されており、このときに押え冶具１５の導電経路１５ｂと導電性を有するカンチレバー１７ａが当接して、電気的に導通するようになっている。

また、プローブチップ１７をガイドフレーム１３に固定するための固定原理は、図１１に示すように、ガイドフレーム１３の上面に設けられた基準凸部１３ａにプローブチップ１７の台座１７ｄに設けられたアライメント用孔１７ｅを嵌合させて固定することで、ガイドフレーム１３に対するプローブチップ１７の、図１０に示す平面図におけるＸ、Ｙ方向の位置決めが行われる。また、図１１に示すガイドフレーム１３の基台部１３ｂの基準面に、プローブチップ１７の台座１７ｄの下面を当接させることで、ガイドフレーム１３に対するプローブチップ１７のＺ方向の位置決めが行われ、正確にプローブチップ１７をガイドフレーム１３に取り付けることができる。

図１２及び図１３には、ガイドフレーム１３にプローブチップ１７が押え冶具１５により、ボルト１６で固定されている状態が示されている。このときプローブチップ１７は、カンチレバー１７ａの第二腕部１７ｇの接触部１７ｊが、押え冶具１５の導電経路１５ｂの端部１５ｈに当接し、この第二腕部１７ｇが湾曲された状態で、固定されている。第二腕部１７ｇと導電経路１５ｂは半田付け等の接続手段を用いずに、お互いを当接させるだけで固定している。このため、プローブチップ１７のカンチレバー１７ａの一部が、ＬＳＩ検査中に折損したり、カンチレバー１７ａの接触部が全体的に汚れて、検査精度が落ちるということが起こった場合、ボルト１６の螺合を緩めて、ガイドフレー１３から押え冶具１５を取り外すだけで、プローブチップ１７を取り外すことができる。こうして新しいプローブチップ１７と取り替えて、再びガイドフレーム１３に対して押え冶具１５で押さえ込んで固定することで、きわめて簡単に、かつ短時間で、プローブチップ１７を交換し、プローブカード１１を使用することができる。

他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

[発明の実施の形態３]

図１４及び図１５には、本発明の実施の形態３を示す。

この発明の実施の形態３は、押え冶具１５に設けられた導電経路１５ｂを、回路基板１８に接続する側をフレキシブル基板で形成し、回路基板１８側には、フレキシブル基板が弾性変形されて挿入される接続ピン２１が設けられている。この回路基板１８にガイドフレーム１３が取付ねじ２８により取り付けられている。

これによれば、押え冶具１５の内部に導電経路１５ｂを設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。

[発明の実施の形態４]

図１６及び図１７には、本発明の実施の形態４を示す。

この発明の実施の形態４は、押え冶具１５に設けられた導電経路１５ｂを、回路基板１８に接続する側をフレキシブル基板で形成し、回路基板１８側には、フレキシブル基板が挿入される接続ピン２１を設け、さらに押え冶具１５は、ガイドフレーム１３に軸１５ｍを介して回動自在に軸止され、軸１５ｍに取り付けられたばね１５ｋにより閉じる方向へ付勢されて取り付けられて構成されている。

これによれば、図１６に示すように、押え治具１５を外方へ押し開いた状態で、ガイドフレーム１３上にプローブチップ１７を搭載し、図１７に示すように、押え治具１５を元の状態に復帰させて閉じることで、プローブチップ１７をガイドフレーム１３に固定できるので、押え治具１５を取り外したりする必要なく、プローブチップ１７を交換する作業が極めて簡単なものとなる。

[発明の実施の形態５]

図１８及び図１９には、本発明の実施の形態５を示す。

この発明の実施の形態５は、ガイドフレーム１３にプローブチップ１７を取り付け、押え冶具１５で押さえ込んで固定したものを、接触モジュール２５として、持ち運びできる形とし、押え冶具１５の導電経路１５ｂには、回路基板１８に接続される導電ピン２６が下方に向けて突設され、回路基板１８側には、この接触モジュール２５を搭載可能なソケット２３が実装されている。

その押え治具１５は、ガイドフレーム１３の下方から挿通されたねじ２０により、着脱自在に設けられ、又、このソケット２３には、回路基板１８側から突出された接続ピン２１が設けられ、この接続ピン２１に導電ピン２６が挿入されて電気的に接続されるようになっている。さらに、そのソケット２３には、ラッチ２４が回動自在に設けられ、このラッチ２４により、押え治具１５が押さえられるようになっている。

これによれば、微細なプローブチップ１７を容易に取り扱うことができ、ソケット２３上に接触モジュール２５を搭載し、導電ピン２６と接続ピン２１とを接続させて、ラッチ２４を閉じて、接触モジュール２５を固定することができる。ＬＳＩの検査時に接触不具合等が発生したときにも、回路基板１８上できわめて容易に接触モジュール２５ごとプローブチップ１７の交換を行うことができる。

また、ねじ２０を外すことにより、押え治具１５を外し、プローブチップ１７を交換することも勿論できる。

[発明の実施の形態６]

図２０乃至図２２には、本発明の実施の形態６を示す。

この発明の実施の形態６は、ＬＳＩ１２の多数個検査に対応したもので、図では、回路基板１８上に一対づつ計２対のガイドフレーム１３が配設され、これらガイドフレーム１３の間には、回路基板１８に一対の接続ピン２１が上下に貫通すると共に、この接続ピン２１が上方に突出して配設されている。この一対の接続ピン２１の回路基板１８より上方に突出した部分は、上側の間隔が広がるように多少湾曲して弾性変形可能となっている。

また、その回路基板１８の下側には、取付けプレート３０が配設され、この取付けプレート３０及び回路基板１８を下方から貫通するねじ１６により、ガイドフレーム１３が螺合されて、このガイドフレーム１３が回路基板１８上に配設されている。

さらに、それらガイドフレーム１３上には、プローブチップ１７が配設されている。このプローブチップ１７は、図２２に示すように、枠形状の台座１７ｄ上に複数のカンチレバー１７ａが配設されている。

これら各カンチレバー１７ａの内、相対向する一対のカンチレバー１７ａは、導電性凸部１７ｂが外側に位置し、カンチレバー１７ａの導電性凸部１７ｂと反対側の端部側の接触部１７ｊが互いに一定の間隔を持って対向するようになっている。

そして、これら一対の接触部１７ｊの間に、押え治具１５が挿入され、カンチレバー１７ａと接続ピン２１とが電気的に接続されるようになっている。

これら押え治具１５は、板材１５ｆを有し、この板材１５ｆの両面側に導電経路１５ｂが形成され、この導電経路１５ｂの上端部に、押圧凸部１５ｇが突出して形成されている。

そして、図２０及び図２２に示すように、押え治具１５を、一対の接続ピン２１の間、一対のカンチレバー１７ａの接触部１７ｊの間に挿入した状態で、この押え治具１５の導電経路１５ｂの下部側に接続ピン２１が接触して電気的に接続されると共に、押圧凸部１５ｇが、カンチレバー接触部１７ｊの上面に接触して下方に向けて押圧されることにより、このカンチレバー１７を弾性変形させて、所定の接圧で、電気的に接続され、プローブチップ１７の外れを防止するようにしている。

このようなものにあっては、押え治具１５を挿入するだけで、プローブチップ１７を押さえた状態で簡単に配設できると共に、図２１に示すように、隣接する複数のＬＳＩ１２同士を極めて接近させて、多数個検査に対応できる。

その押え治具１５は、平板状の板材１５ｆを有し、この板材１５ｆの両面側に導電経路１５ｂが形成され、かかる押え治具１５を縦方向に挿入すれば良いため、押え治具１５の幅方向の占有スペースを狭めることができ、装置全体の小型化を図ることができる。

なお、上記各実施の形態では、検査対象を単体のＬＳＩ１２としたが、これに限られるものではなく、シリコンチップをウェハー状のシリコンから切り離す前の状態のウェハー素子に対して導通検査を行う場合にも、良好に検査を行うことができる。

また、台座は絶縁性の材料で形成されれば、その上面に施していた絶縁層は不要となり、この台座の上に直にカンチレバーを形成しても良い。

この発明の実施の形態１に係るプローブカードの断面図である。同実施の形態１に係るプローブカードの分解図である。同実施の形態１に係るプローブチップの構造を示す断面図である。同実施の形態１に係るカンチレバーの先端部を示す断面図である。同実施の形態１に係るプローブチップの構造を示す平面図である。同実施の形態１に係るカンチレバー先端の導電性凸部を示す構造例である。同実施の形態１に係るカンチレバーの変形例を示す図である。同実施の形態１に係るばねの製造工程を示す説明図である。同実施の形態１に係る導電性凸部の製造工程を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係るプローブカードの平面図である。同実施の形態２に係るプローブカードのプローブチップ固定原理を示す断面図である。同実施の形態２に係るプローブカードのプローブチップ固定原理を示す断面図である。同実施の形態２に係るプローブカードのプローブチップ固定原理を示す断面図である。この発明の実施の形態３に係るプローブカードを示す断面図である。同実施の形態３に係るプローブカードを示す断面図である。この発明の実施の形態４に係るプローブカードを示す断面図である。同実施の形態４に係るプローブカードを示す断面図である。この発明の実施の形態５に係るプローブカードを示す断面図である。同実施の形態５に係るプローブカードを示す断面図である。この発明の実施の形態６に係るプローブカードを示す断面図である。同実施の形態６に係るプローブカードのプローブチップ等を分解して示す断面図である。同実施の形態６に係るプローブカードの一部を分解して示す斜視図である。

符号の説明

11 プローブカード
12 ＬＳＩ（電気部品）
12a 端子
12b パッケージ本体
13 ガイドフレーム
13a 基準凸部
13b 基台部
15 押え冶具
15a 鍔部
15d 導電経路
15f 板材
15g 押圧凸部
16 ボルト
17 プローブチップ
17a カンチレバー
17b 導電性凸部
17c 導電性凸部
17d 台座
17e アライメント用孔
17f 第一腕部
17g 第二腕部
17h 絶縁層
17j 接触部
17k 金属配線部
18 回路基板
18a 回路部
19 操作部材
20 ねじ
21 接続ピン
23 ソケット
24 ラッチ
25 接触モジュール
26 導電ピン

Claims

台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、
前記カンチレバーの各々の表面上には、前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有することを特徴とするプローブチップ。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、
前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有することを特徴とするプローブチップ。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、
前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有することを特徴とするプローブチップ。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップであって、
前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有することを特徴とするプローブチップ。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、
前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなることを特徴とするプローブカード。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、
前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの他端と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなることを特徴とするプローブカード。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの各々の表面上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有するプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、
前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなることを特徴とするプローブカード。
台座と、この台座上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記台座から互いに反対方向に概ね水平方向に延伸した第一腕部と第二腕部を有する複数のシリコン製のカンチレバーを備えたプローブチップの前記カンチレバーの表面には絶縁層を有し、かつ、各々のカンチレバーの前記絶縁層上には前記第一腕部から前記第二腕部まで延びた金属配線層が形成され、前記第一腕部の先端近傍には前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有し、かつ、前記第二腕部にも前記金属配線層と電気的に接続された導電性凸部を有する前記プローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、
前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板と電気的に接続するための導電経路を有する前記押え治具も前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、前記押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させ、前記押え治具の上面が、前記カンチレバーの第一腕部の前記導電性凸部より低くなることを特徴とするプローブカード。
前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプローブチップ。
前記導電性凸部が、メッキによる金属ポスト、金属バンプ、超微粒子ジェットプリンティングによる突起により形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプローブチップ。
前記シリコン製カンチレバー上の金属配線層及び導電性凸部がメッキ層により被覆されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプローブチップ。
前記台座がシリコンであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプローブチップ。
前記導電性凸部の形状がマッシュルーム形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプローブチップ。
前記台座上の絶縁層上のシリコン製カンチレバーが高抵抗シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のプローブカード。
前記導電性凸部が、メッキによる金属ポスト、金属バンプ、超微粒子ジェットプリンティングによる突起により形成されたことを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のプローブカード。
前記シリコン製カンチレバー上の金属配線層及び導電性凸部がメッキ層により被覆されていることを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のプローブカード。
前記台座がシリコンであることを特徴とするとする請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のプローブカード。
前記導電性凸部の形状がマッシュルーム形状であることを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載のプローブカード。
請求項１乃至４の何れかに記載のプローブチップと、ガイドフレームと、配線基板と、押え治具とからなるプローブカードであって、
前記プローブチップは前記押え治具を用いて前記ガイドフレームに着脱可能に取り付け可能であり、かつ、前記押え治具には、前記プローブチップの前記カンチレバーの第二腕部と前記配線基板とを電気的に接続するための導電経路が形成され、該押え治具を用いて前記プローブチップの前記カンチレバーの前記第二腕部を前記ガイドフレーム側に弾性的に湾曲させることにより、前記カンチレバーの反発力を利用して前記カンチレバーの第二腕部と前記押え治具の導電経路の一端とを電気的に接続させるものであり、
前記カンチレバーは左右に複数平行に設けられ、該左右の前記カンチレバーは互いに前記第二腕部が接近し、所定の間隔を持って対向するように配設されると共に、前記第一腕部が離間するように互いに逆向きに配設され、前記押え治具は、前記左右のカンチレバーの前記第二腕部の間に挿入されるように構成されたことを特徴とするプローブカード。
前記押え治具は、平板状の板材を有し、該板材の両面側に前記導電経路が形成され、該板材の両面側の前記導電経路と前記左右のカンチレバーの第二腕部とがそれぞれ電気的に接続される一方、前記配線基板には、左右一対の接続ピンが突設され、該一対の接続ピンの間に前記押え治具が挿入されて前記板材の両面側の前記導電経路に接続されるように構成されたことを特徴とする請求項１９に記載のプローブカード。