JP2007218850A - プローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い信頼性を有するプローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法を提供する。
【解決手段】プローブピン７は、半導体装置の検査に用いられるプローブカードのプローブピンであって、ベース部２５と、接触端子部２６とを備える。接触端子部２６は、ベース部２５に接続され、検査対象である半導体装置の電極に接触する端子１９を含む。接触端子部２６には、端子とは異なる位置に、ガイド部８が形成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、プローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法に関し、より特定的には、プローブピンにおいて検査対象の半導体装置の電極に接触する端子の正確な位置決めおよびオーバードライブ量の検出が可能なプローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法に関する。

従来、カンチレバー型のプローブピンを用いたプローブカードが知られている（たとえば、特開平６−２９３５９号公報（特許文献１）参照）。このようなプローブカードにおいては、プローブピンの先端を検査対象である半導体装置の電極の位置に正確に位置決めする必要がある。このため、特許文献１には、プローブピンの先端が並ぶ位置に、フィルム状のガイドマスクを配置し、ガイドマスクの、各プローブの先端の設定された位置に従って設けられたガイド孔に、各プローブピンの先端を貫通させたプローブカードが開示されている。このような構成とすることにより、ガイドマスクのガイド孔の位置精度を高いものにすることによって、プローブピンの先端の位置精度を高めている。
特開平６−２９３５９号公報

しかし、上述した従来のプローブカードでは、以下のような問題があった。つまり、上述のようなガイドマスクのガイド孔にプローブピンの先端を貫通させた場合には、検査を行なうためプローブピンの先端を半導体装置の電極表面に接触させたとき（プロービング時）のスクラブ動作（電極をプローブピンの先端で擦る動作）によって発生する屑がガイド孔に入る可能性がある。このようにガイド孔に屑が入ってしまうと、プローブピンの先端とガイド孔の側面との間にその屑が挟まり、プローブピンの先端の動きが妨げられる。また、上記屑は電極の表面がプローブピンの先端により削られることにより発生する。電極は導電体（たとえばアルミニウム）によって構成されているので、これらの屑も導電性を有する。そのため、たとえばこのような屑がガイドマスクに付着して、結果的に隣接するプローブピンのそれぞれに接触すると、これらのプローブピンの間が短絡してしまう。つまり、プローブピンの先端と電極との電気的接続の信頼性が低下してしまう。この場合、正確な検査を実施できなくなる。

また、近年、半導体装置の電極下の構造（たとえば配線など）へのプロービングによるダメージを低減させるため、プローブピンの先端が電極に接触するときの圧力（針圧）を従来よりも低下させた低荷重プロービングが求められている。一方、半導体装置の電極の表面高さが電極毎にばらつくことがある。この場合、従来のようにプローブカードに対する半導体装置の位置（押し込み量）を管理するだけでは、電極毎に針圧がばらつくことになる。このように針圧が電極毎にばらつくと、相対的に高い針圧によりプローブピンの先端が接触した電極下の構造に、プロービングに起因するダメージが発生する。プローブカードには何百、何千本のプローブピンが実装されており、これまでの方法では全プローブピンの合計の針圧や平均の針圧はわかるが、個々のプローブピンの針圧の変化をモニタリングして、半導体装置の押し込み量を制御することはできなかった。このような局所的なダメージの発生を防止するためには、プローブカード上の複数のプローブピンの個々の針圧、つまり押し込み量（オーバードライブ量）を半導体検査中に常時測定し装置にフィードバックする必要がある。しかし、従来のプローブカードではこのようなプローブピン毎の個別のオーバードライブ量の測定管理は難しかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、高い信頼性を有するプローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法を提供することである。

また、この発明の他の目的は、高い信頼性で正確な検査を実施することが可能なプローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法を提供することである。

この発明に従ったプローブピンは、半導体装置の検査に用いられるプローブカードのプローブピンであって、ベース部と、接触端子部とを備える。接触端子部は、ベース部に接続され、検査対象である半導体装置の電極に接触する端子を含む。接触端子部には、端子とは異なる位置に、ガイド部が形成されている。

このようにすれば、電極と実際に接触する端子とは別に、ガイド部が接触端子部に形成されているので、このガイド部を他の部材で案内することにより、接触端子部の位置を正確に決定できる。このため、接触端子部の端子の位置も正確に決めることができるので、端子の位置ずれを効果的に抑制できる。

また、端子とは別にガイド部を形成しているので、たとえば端子により検査対象の半導体装置の電極の表面が削られて屑などが発生した場合に、当該屑がプローブピンの端子に付着しても、端子とは異なる位置のガイド部にこれらの屑が付着する確率を低減できる。そのため、ガイド部を案内する部材とガイド部との間に屑が挟み込まれることにより、接触端子部の動きが妨げられる可能性を低減できる。

また、端子部とは異なる位置に形成されたガイド部を、接触端子部の位置決めに用いることができるので、従来の端子をガイドマスクのガイド孔に挿入する場合のように、端子に隣接してガイドマスクなどの部材を配置する必要が無い。つまり、端子が電極を削ることにより発生する屑が付着しやすい位置（電極に比較的近い位置）にガイドマスクなどの部材を配置する必要が無い。したがって、ガイドマスクなどの部材に屑が付着することに起因して、当該屑により隣接するプローブピンの端子同士が短絡する可能性を低減できる。

また、ガイド部の位置の変位を測定すれば、接触端子部（すなわち端子）の位置の変位を測定できる。そのため、プローブピン個々の端子の変位を測定することができるので、各プローブピンの端子について、電極に接触する前後での変位量（オーバードライブ量）を測定できる。したがって、この変位量を用いて、端子が電極に接触する際の端子の電極に対する接触圧力（針圧）を算出することができる。なお、オーバードライブ量とは、端子に何も接触していないときにおけるプローブカードの基板に対する端子の位置と、端子を電極に所定の針圧で接触させた状態での上記基板に対する端子の位置との差を言う。

上記プローブピンにおいて、ガイド部は、接触端子部において端子が位置する側と反対側に形成されている。この場合、接触端子部において、端子から最も離れた位置にガイド部を配置することになる。したがって、端子と電極とが接触することにより発生する屑などがガイド部に付着する可能性をより低減できる。

また、接触端子部においてガイド部が端子と反対側に形成されるので、端子を半導体装置の電極に接触させた状態であっても、接触端子部から見て半導体装置が位置する側と反対側からガイド部を容易に確認できる。そのため、ガイド部の位置を介して端子の位置を容易に測定することができる。

上記プローブピンは、ＬＩＧＡ（Lithographie，Galvanoformung，Abformung）プロセスまたはＵＶ−ＬＩＧＡ（ＵＶ光（紫外線）を露光光として用いたＬＩＧＡ）プロセスを用いて製造されてもよい。この場合、上述のようなプロセスを用いれば、極微細で複雑な形状のプローブピンを容易に実現できる。

この発明に従ったプローブカードは、基板と、基板に接続されたプローブピンと、ガイド部材とを備える。プローブピンは、基板に接続されたベース部と、ベース部に接続された接触端子部とを含む。接触端子部は、検査対象である半導体装置の電極に接触する端子を含む。ガイド部材は、基板に接続され、接触端子部において端子とは異なる位置に形成されたガイド部の位置を規制する。

また、この発明に従ったプローブカードは、基板と、この発明に従った上記プローブピンと、ガイド部材とを備える。ガイド部材には、プローブピンのガイド部を挿入するガイド穴が形成されている。

このようにすれば、ガイド部の位置をガイド部材により規制することによって、接触端子部の位置（つまり端子の位置）を正確に決定できる。このため、端子の位置ずれを効果的に抑制できる。

この発明に従った検査装置は、上記プローブカードと、検出センサと、制御部とを備える。検出センサは、プローブカードの接触端子部の位置を検出する。制御部は、検出センサからの検出信号に基づきプローブピンの端子の変位を演算する。

このようにすれば、各プローブピンの端子の変位を個別に求めることができる。したがって、各プローブピンについて、端子を電極に接触させたときのオーバードライブ量を直接求めることができる。そのため、電極に端子が接触するときの針圧を正確に把握・管理できる。したがって、過剰な針圧の発生により、電極下の配線などの構造がダメージを受ける可能性を低減できる。

この発明に従った検査装置の制御方法は、上記検査装置の制御方法であって、以下の工程を備える：検出センサを用いて、プローブピンの端子を検査対象である半導体装置の電極に接触させる前における、プローブカードの基板に対するプローブピンの接触端子部の基準位置を測定する工程、プローブピンの端子を検査対象である半導体装置の電極に接触させる工程、端子が電極に接触した状態において、接触端子部の位置を測定することにより、端子を電極に接触させる前後での、基板に対する端子の位置の変化量を測定する工程。

このようにすれば、基板とプローブピンとの接続部に対するプローブピンの端子の移動量に相当する、端子のオーバードライブ量を直接的に測定できる。したがって、電極に端子が接触するときの針圧を正確に把握・管理できる。この結果、過剰な針圧の発生により、電極下の配線などの構造がダメージを受ける可能性を低減できる。

上記検査装置の制御方法において、検出センサは、レーザ光を用いた変位センサであってもよい。また、上記検査装置の制御方法において、検出センサは、超音波を用いた変位センサであってもよい。この場合、上記のような非接触型の検出装置を用いることで、比較的簡単な装置構成により上述した接触端子部の位置の測定を行なうことができる。また、非接触型の検出装置を用いるので、当該検出装置による位置の測定動作が、プローブピンの接触端子部の動作に悪影響を与える可能性が極めて低い。そのため、プローブピンの動作を妨げることが無いので、検査装置による検査を正確に行ないながら、上述した制御方法を同時に実施することができる。

この発明によれば、プローブカードのプローブピンにおいて、電極と実際に接触する端子とは別に、ガイド部が接触端子部に形成されているので、このガイド部を他の部材で案内することにより、接触端子部の端子の位置を正確に決定できる。このため、端子の位置ずれを効果的に抑制できる。また、端子とは別にガイド部を形成しているので、ガイド部を案内する部材とガイド部との間に屑が挟み込まれることにより、接触端子部の動きが妨げられる可能性を低減できる。

以下図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

図１は、本発明に従ったプローブカードの実施の形態を示す断面模式図である。図２は、図１に示したプローブカードに設置されるプローブピンを示す模式図である。図３（Ａ）は、図１に示したプローブカードに設置されるガイド部材の平面模式図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示したガイド部材が対応する検査対象であるデバイスを示す平面模式図である。図４は、図１に示したプローブカードを備える検査装置の構成を示すブロック図である。図５は、図４に示した検査装置を用いた検査方法を示すフローチャートである。図６は、図５に示した接触工程の詳細を示すフローチャートである。図１〜図６を参照して、本発明に従ったプローブカード、プローブピン、検査装置および検査方法を説明する。

図１を参照して、本発明に従ったプローブカードは、外形が円盤状であり、その中央部に円形状の開口部５が形成された基板３と、基板３に接続された複数のプローブピン７と、ガイド部材９とを備える。プローブピン７は、基板３に接続された接続部２３と梁部２４とからなるベース部２５と、ベース部２５に接続された接触端子部２６とを含む。接触端子部２６は、検査対象である半導体装置としてのデバイス２１（図３（Ｂ）参照）の電極２２に接触する端子１９を含む。

プローブピン７の接続部２３には、基板３との接続部を構成する突起１７が形成されている。また、基板３においてプローブピン７の接続部２３を固定する部分には、上記突起１７を挿入するための凹部が形成されている。当該凹部を囲むように、樹脂プレート１１が配置されている。樹脂プレート１１には、基板３に形成された凹部に連なる開口部が形成されている。樹脂プレート１１の開口部を介して基板３の凹部の内部にまで到達するように、プローブピン７の突起１７が挿入された状体で、プローブピン７が基板３に固定される。具体的には、プローブピン７の接続部２３の一部を覆うとともに上記樹脂プレート１１の開口部および基板３の凹部を充填するように、固定用樹脂１３が配置される。この固定用樹脂１３により、プローブピン７は基板３に固定される。また、プローブピン７の突起１７が基板３の凹部に挿入された状態となっているので、プローブピン７の基板３上での位置がずれることを防止できる。なお、プローブピン７の接続部２３の表面には、配線がたとえば抵抗溶接やはんだ付けなどの任意の方法で電気的に接続されている。

ガイド部材９は、基板３の開口部５におけるプローブピン７側の端部を塞ぐように、基板３に接続されている。つまり、ガイド部材９は、プローブピン７の接触端子部２６（つまり端子１９）と基板３との間に位置する。ガイド部材９は、接触端子部２６において端子１９とは異なる位置に形成された棒状の突起部であるガイド部８の位置を規制する。具体的には、ガイド部材９には、プローブピン７のガイド部８を挿入するガイド穴１０が形成されている。このようにすれば、ガイド部８の位置をガイド部材９のガイド穴１０により規制することによって、接触端子部２６の位置（つまり端子１９の位置）を正確に決定できる。このため、図に示したような長いベース部２５を有することで端子１９の移動可能な範囲の大きい（オーバードライブ量の多い）プローブピン７や、電極に対して端子１９を接触させるときに、端子１９の垂直度が高精度に要求される（電極の表面に対する端子１９の延在方向の角度が垂直となることが強く求められる）低荷重プロービングに用いるプローブピンにおいて、電極に端子１９が接触する時（コンタクト時）の端子１９の位置ずれ（首振り）を効果的に抑制できる。この結果、安定したプロービングを実現できる。

上記プローブカード１において、上述のように基板３には複数のプローブピン７が配置されている。このため、複数の電極２２が形成されたデバイス２１（図３参照）の検査に当該プローブカード１を容易に適用できる。また、上記プローブカード１において、ガイド部材９には、接触端子部２６において端子１９とは異なる部分であるガイド部８を挿入するガイド穴１０が、複数のプローブピンのガイド部８に対応する位置に複数形成されている。ガイド部８は接触端子部２６において端子１９が形成された側と反対側に形成されている。

次に、上述したプローブカード１に備えられるプローブピンについて、図２を参照しながら詳細に説明する。プローブピン７は、半導体装置の検査に用いられるプローブカード１のプローブピンであって、上述のようにベース部２５と、接触端子部２６とを備える。接触端子部２６は、ベース部２５に接続される。具体的には、接触端子部２６の側部がベース部２５を構成する梁部２４の先端部に接続されている。接触端子部２６は、検査対象である半導体装置の電極２２（図３参照）に接触する端子１９を含む。接触端子部２６には、端子１９とは異なる位置に、棒状の突起であるガイド部８が形成されている。

ベース部２５を構成する接続部２３には基板３との接続部を構成する突起１７が形成されている。接続部２３の長さＬ２はたとえば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍとすることができる。また、接続部２３の幅Ｗ４はたとえば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍとすることができる。また、突起１７の高さＴ１はたとえば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ、幅Ｗ５はたとえば０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍとすることができる。ベース部２５を構成する梁部２４は、平行に延在する２本の棒状体からなる。それぞれの棒状体の長さＬ１はたとえばたとえば２．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍとすることができる。また、上側に位置する棒状体の幅Ｗ１はたとえば０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ、下側に位置する棒状体の幅Ｗ２はたとえば０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍとすることができる。また、２つの棒状体の間の隙間の幅Ｗ３はたとえば０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍとすることができる。また、梁部２４の棒状体の延びる方向と、接続部２３の延びる方向とは交差するように、梁部２４と接続部２３とは接続されている。梁部２４の棒状体の延びる方向と、接続部２３の延びる方向とのなす角度θはたとえば１０°以上１５°以下とすることができる。

また、接触端子部２６の端子１９の長さＴ３はたとえば１ｍｍ、幅Ｗ６はたとえば０．５ｍｍとすることができる。また、端子１９の上部に接続されるガイド部８の長さＴ２をたとえば１ｍｍ、幅Ｗ７をたとえば０．１ｍｍとすることができる。端子１９の延在方向とガイド部８の延在方向とは一致している。

なお、プローブピン７において形成されるガイド部８の形状は、図２に示されたものに限定されない。たとえば、接触端子部２６の側面からベース部２５とは反対側に延びるアーム部を形成し、当該アーム部の先端から、図２に示したガイド部８と同じ方向（接触端子部２６とベース部２５との接続部から見て端子１９の位置する方向とは反対方向）に延びるように、棒状体を形成してもよい。このような棒状体をガイド部として用いれば、端子１９のオーバードライブ量より、当該棒状体の移動量を大きくできるので、検出センサ３１によるガイド部の移動量の検出を容易に行なうことができる。

次に、ガイド部材９について説明する。ガイド部材９は、図３（Ａ）に示すように、その平面形状が円形状である板状体(円盤状の部材)であり、複数のガイド穴１０が形成されている。このガイド穴１０は、プローブピン７のガイド部８を挿入するためのものである。また、ガイド穴１０は、図３（Ａ）に示すように、プローブカード１を用いて検査を実施する検査対象であるデバイス２１の電極２２の位置に対応するように形成されている。つまり、上記プローブカード１において、ガイド部材９に形成された複数のガイド穴の１０間の相対的な位置関係は、検査対象である半導体装置（デバイス２１）の複数の電極２２間の相対的な位置関係と実質的に同一となっている。この場合、プローブピン７の端子１９の位置を検査対象であるデバイス２１の電極２２の位置に正確に位置決めすることができる。

ガイド部材９の材料としては、絶縁体であって、熱膨張係数が比較的小さく（たとえばプローブピン７を構成する材料より熱膨張係数が小さく）、摺動性の良い（つまり摩擦の少ない）材料を用いることが好ましい。たとえば、ガイド部材９の材料として、窒化シリコン（ＳｉＮ）セラミックスや炭化シリコン（ＳｉＣ）セラミックス、あるいはイミド系樹脂などの樹脂を用いてもよい。あるいは、ガイド部材９として、シリコンウェハを用いてもよい。また、ガイド部材９においては、ドライエッチングやウェットエッチングを用いてガイド穴１０を形成してもよい。

上述のようなプローブピン７を用いたプローブカード１によって、以下のような効果を得ることができる。すなわち、プローブピン７において電極２２と実際に接触する端子１９とは別に、ガイド部８が接触端子部２６に形成されているので、このガイド部８を他の部材（具体的にはガイド部材９）で案内することにより、接触端子部２６の位置を正確に決定できる。このため、接触端子部２６の端子１９の位置も正確に決めることができるので、端子１９の位置ずれを効果的に抑制できる。

また、端子１９とは別にガイド部８を形成しているので、たとえば端子１９により検査対象のデバイス２１の電極２２の表面が削られて屑などが発生した場合に、当該屑がプローブピン７の端子１９に付着しても、端子１９とは異なる位置に形成されたガイド部８にこれらの屑が付着する確率を低減できる。そのため、ガイド部８を案内するガイド部材９のガイド穴１０の側壁とガイド部８との間に屑が挟み込まれることにより、接触端子部２６の動きが妨げられる可能性を低減できる。

また、端子１９とは異なる位置に形成されたガイド部８を、接触端子部２６の位置決めに用いることができるので、従来の端子１９をガイドマスクの穴に挿入する場合のように、端子１９に隣接してガイドマスクなどの部材（本願発明のガイド部材９に対応する部材）を配置する必要が無い。つまり、端子１９が電極２２の表面を削ることにより発生する屑が付着しやすい位置（電極２２に比較的近い位置）にガイドマスクなどの部材を配置する必要が無い。したがって、ガイドマスクなどの部材に屑が付着することに起因して、当該屑により隣接するプローブピン７の端子１９同士が短絡する可能性を低減できる。

また、後述するように、ガイド部８の位置の変位を測定すれば、接触端子部２６（すなわち端子１９）の位置の変位を測定できる。そのため、プローブピン７個々の端子の変位を測定することができるので、各プローブピン７の端子１９について、電極２２に接触する前後での変位量（オーバードライブ量）を測定できる。なお、オーバードライブ量とは、端子１９に何も接触していないときにおけるプローブカード１の基板３に対する端子１９の位置と、端子１９を電極２２に所定の針圧で接触させた状態での上記基板３に対する端子１９の位置との差を言う。

このオーバードライブ量はプローブピン７の主にベース部２５の弾性変形量に相当する。そのため、ベース部２５の弾性率（加えられた応力と歪（変形量）との比）が予めわかっていれば、その変形量（オーバードライブ量）からベース部２５に加えられた力を算出できる。また、このベース部２５に加えられた力は、基本的には端子１９が電極２２に押付けられることにより発生したものである。そのため、当該力は、端子１９と電極２２との接触部において、端子１９が電極２２に押付けられている力に相当する。また、端子１９の先端部の形状などから端子１９と電極２２との接触面積を見積もることが可能であるので、上記力と接触面積とから端子１９の電極２２に対する接触圧力（針圧）を算出することができる。

プローブピン７において、上述したように、ガイド部８は接触端子部２６において端子１９が位置する側と反対側に形成されることが好ましい。この場合、接触端子部２６において、端子１９の先端部（電極２２と実際に接触する部分）から最も離れた位置にガイド部８を配置することになる。したがって、端子１９と電極２２とが接触することにより発生する屑などがガイド部８に付着する可能性をより低減できる。

また、接触端子部２６においてガイド部８が端子１９と反対側に形成されるので、端子１９をデバイス２１の電極２２に接触させた状態であっても、接触端子部２６から見てデバイス２１が位置する側（端子１９の先端側）と反対側からガイド部８を容易に確認できる。そのため、ガイド部８の位置を介して端子１９の位置を容易に測定することができる。

図１や図２に示したプローブピン７は、いわゆるカンチレバー型（片持ち梁型）のプローブピンである。上記ベース部２５において上記接触端子部２６と接続される一方端部と反対側の他方端部には、プローブカード１の基板３と接続するための接続部２３が配置されている。この場合、このようなカンチレバー型のプローブピン７において、接続部２３から最も遠い位置に接触端子部２６が位置するため、接触端子部２６の位置が正規の位置から容易にずれることが考えられる。しかし、本願発明のようにガイド部８を備えることで、当該ガイド部８の位置を他の部材としてのガイド部材９で規制することができる。この結果、接触端子部２６の位置（すなわち端子１９の位置）を正確に決定することができる。

上記プローブピン７において、ガイド部８は接触端子部２６の端子１９となっている部分の表面から突出する突起部（ガイド用突起部）となっている。このようにすれば、突起部であるガイド部８を挿入するガイド穴１０の形成されたガイド部材９のような簡単な構造の部材を用いて、ガイド部８の位置（すなわち端子１９の位置）を規制することができる。

上記プローブピン７において、ベース部２５は所定の方向に延在する棒状の形態を有する部材であってもよい。また、ベース部２５は、複数（たとえば図２に示すような２本、あるいは３本以上）の棒状体から構成されていてもよい。これらの棒状体は互いに実質的に平行に延びるように配置されていることが好ましい。また、これらの棒状体は、図２に示すように互いに間隔を隔てて配置されていてもよいが、互いに接触するように配置されていてもよい。このように複数の平行に配置された棒状体によりベース部２５を構成することで、同じ弾性率（あるいはばね定数）であってもより大きなストローク量（端子１９の移動可能量）を確保できる。また、このような構造は、リソグラフィで形状を作成するＬＩＧＡプロセスやＵＶ−ＬＩＧＡプロセスを用いて製作できる。

上記プローブピン７は、ＬＩＧＡプロセスまたはＵＶ−ＬＩＧＡプロセスを用いて製造することができる。この場合、上述のようなプロセスを用いれば、ごく微細なプローブピン７を容易に実現できる。

上述したプローブカード１の基板３としては、樹脂を基体としたプリント配線基板や、その他の任意の材料からなる板状体を用いることができる。また、プローブピン７の材料としては、導電体であればよく、たとえば金属を用いることができる。具体的には、プローブピン７の材料として、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル−マンガン（Ｎｉ−Ｍｎ）合金、ニッケル−タングステン（Ｎｉ−Ｗ）合金、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ），イリジウム（Ｉｒ）などを用いることができる。また、プローブピン７を、ベース材の表面に導電体層を形成した構造としてもよい。たとえば、ベース材をＮｉやＮｉ合金で構成し、その表面をＲｈやＰｄ、Ｐｔといった貴金属類で導電体層によりコーティングしてもよい。このようにすれば、導電体層により電気伝導性や接触性を向上させることができる。また、ベース材としては金属などの導電体を用いることができるが、絶縁体（たとえば樹脂やセラミックスなど）を用いてもよい。

次に、図１に示したプローブカードを用いた検査装置について説明する。
図４を参照して、検査装置は、制御部３０と、検出センサ３１と、プローブカード移動部材３２と、上述したプローブカード１と、測定制御部３３とを備える。制御部３０は、検出センサ３１、プローブカード移動部材３２および測定制御部３３に接続されている。プローブカード移動部材３２は、プローブカード１を検査対象であるデバイスの表面に近づけてプローブピン７の端子１９をデバイス２１の電極２２に接触させたり、またデバイス２１からプローブカード１を遠ざけたりするため、プローブカード１を移動させるためのものである。プローブカード移動部材３２はプローブカード１を移動させるためのアクチュエータなどを含んでいる。検出センサ３１は、プローブカード１の接触端子部２６の位置を検出する。具体的には、検出センサ３１は、図１に示すようにプローブピン７のガイド部８の位置を超音波やレーザなどを用いて測定する。検出センサ３１は、図１に示すように、ガイド部材９のガイド穴１０から突出するプローブピン７のガイド部８と対向する位置に配置される。また、プローブカード１に複数のプローブピン７が配置されている場合には、個々のプローブピン７のガイド部８の位置を検出可能なように、複数の検出センサ３１を配置してもよい。制御部３０は、検出センサ３１からの検出信号に基づきプローブピン７の端子１９の変位を演算する。

このようにすれば、各プローブピン７の端子１９の変位を個別に求めることができる。したがって、各プローブピン７について、端子１９を電極２２に接触させたときのオーバードライブ量を直接求めることができる。そのため、電極２２に端子１９が接触するときの針圧を正確に把握・管理できる。したがって、過剰な針圧の発生により、デバイス２１における電極２２下の配線などの構造がダメージを受ける可能性を低減できる。

上記検査装置において、検出センサ３１はレーザ光を用いた変位センサおよび／または超音波を用いた変位センサであってもよい。この場合、上記のような非接触型の検出装置を検出センサ３１として用いることで、プローブピン７のガイド部８に物理的に接触するような検出装置を用いる場合より、検査装置の装置構成を簡略化できる。また、検出センサ３１を物理的にプローブピン７に接続する場合には、プローブピン７が微細になるとその接続構造が複雑になり、検査装置の製造コストが上昇するおそれがある。しかし、本発明のような非接触型の検出センサ３１を用いることで、プローブピン７が微細になった場合に、そのような構造の複雑化を防ぐことができる。

次に、図４に示した検査装置を用いた半導体装置の検査方法を、図５および図６を参照しながら説明する。

図５に示すように、本発明による半導体装置の検査方法では、まず、検査対象準備工程（Ｓ１０）が実施される。この工程（Ｓ１０）では、具体的には検査対象となるデバイス２１が作り込まれたウェハを測定用ステージに設置する。

次に、プローブカード配置工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、測定用ステージに配置されたウェハ上に、検査装置のプローブカード１を配置する。

次に、接触工程（Ｓ３０）を実施する。具体的には、プローブカード１をウェハの方向へ移動させることにより、プローブカード１のプローブピン７における端子１９を、ウェハに形成されたデバイス２１の電極２２に接触させる。この接触工程（Ｓ３０）では、端子１９のオーバードライブ量を測定する工程を実施する。詳細は後述する。

次に、検査工程（Ｓ４０）を実施する。具体的には、プローブカード１のプローブピン７を介してデバイス２１の所定の電極２２に対応する電気信号を投入し、そのデバイス２１の動作確認を行なう。このとき、測定制御部３３（図４参照）から必要な信号がプローブカード１およびプローブピン７を介してデバイス２１の電極２２に供給される。また、デバイス２１の動作確認も上記測定制御部３３によって実施される。

次に、後処理工程（Ｓ５０）が実施される。具体的には、検査が終了するとプローブカード１を検査対象であるデバイス２１から分離するべく、プローブカード１を後退させるように、プローブカード移動部材３２を制御部３０が制御する。なお、ウェハに複数のデバイス２１が形成されている場合には、プローブカード配置工程（Ｓ２０）〜後処理工程（Ｓ５０）をデバイス毎に繰返すことになる。

上述した接触工程（Ｓ３０）においては、すでに述べたようにオーバードライブ量を測定する工程が実施される。当該工程を、図６を参照しながら説明する。

本発明による検査装置の制御方法であるオーバードライブ量の測定工程は、図６に示すように、以下の工程を備える。まず、プローブの基準位置の測定工程（Ｓ３１）を実施する。当該工程（Ｓ３１）では、検出センサ３１を用いて、プローブピン７の端子１９を検査対象である半導体装置としてのデバイス２１の電極２２に接触させる前における、プローブカード１の基板３に対するプローブピン７の接触端子部２６の基準位置を測定する。具体的には、検出センサ３１として超音波やレーザを用いた距離センサなどを用い、接触端子部２６のガイド部８の先端部（上端部）の位置を測定する。このとき、検出センサ３１を用いて基板３の位置を測定しておいてもよい。

次に、プローブの端子を電極に接触させる工程（Ｓ３２）を実施する。具体的には、プローブカード移動部材３２を駆動することにより、プローブカード１をデバイス２１に近づけて、プローブピン７の端子１９をデバイス２１の電極２２に接触させる。

次に、プローブのオーバードライブ量の測定工程（Ｓ３３）を実施する。具体的には、端子１９が電極２２に接触した状態において、接触端子部２６の位置（すなわちガイド部８の先端部の位置）を測定することにより、端子１９を電極２２に接触させる前後での、基板３に対する端子１９の位置の変化量を測定する。

このようにすれば、基板３とプローブピン７との接続部（具体的にはプローブピン７の接続部２３）に対するプローブピン７の端子１９の移動量である、端子１９のオーバードライブ量を測定できる。したがって、電極２２に端子１９が接触するときの針圧を正確に把握・管理できる。この結果、オーバードライブ量が所定の範囲の値となるように、制御部３０によりプローブカード移動部材３２を制御することにより、過剰な針圧の発生を防止できる。このため、過剰な針圧の発生により、電極２２下の配線などの構造がダメージを受ける可能性を低減できる。

上記検査装置の制御方法において、検出センサ３１としては、レーザ光を用いた変位センサ、あるいは超音波を用いた変位センサを用いることができる。この場合、上記のような非接触型の検出装置を用いることで、比較的簡単な装置構成により上述した接触端子部２６の位置の測定を行なうことができる。また、非接触型の検出装置を用いるので、当該検出装置による位置の測定動作が、プローブピン７の接触端子部２６の動作に悪影響を与える可能性が極めて低い。そのため、プローブピン７の動作を妨げることが無いので、検査装置による検査を正確に行ないながら、上述した制御方法を同時に実施することができる。

上記検査装置の制御方法において、端子１９の位置の変化量を測定する工程としての工程（Ｓ３３）では、端子１９を電極２２に接触させる前後での、プローブカード１を構成する基板３に対する端子１９の位置の変化量（オーバードライブ量）を直接的に測定してもよい。このようにすれば、端子１９の位置データを単に測定する場合より、より直接的に正確なオーバードライブ量のデータを得ることができる。オーバードライブ量を直接的に測定する方法としては、たとえば、検出センサ３１の位置を基板３に対して相対的に固定しておき、当該検出センサ３１から接触端子部２６のガイド部８までの距離の変化を測定してもよい。また、検出センサ３１は、端子１９から見て、図１に示すようにプローブピン７の端子１９が電極２２に接触したときに変位する方向（図１の矢印３５に示す方向）に設置されていることが好ましい。このようにすれば、検出センサ３１から接触端子部２６のガイド部８先端までの距離の変化が、そのままオーバードライブ量となるため、オーバードライブ量の測定が簡便に行なえる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に従ったプローブピン、プローブカード、検査装置および検査装置の制御方法は、半導体装置の製造工程（特に検査工程）において有利に適用される。とくに、電極間隔の狭い、高集積化および／または小型化された半導体装置の検査工程において特に効果的に用いられる。

本発明に従ったプローブカードの実施の形態を示す断面模式図である。 図１に示したプローブカードに設置されるプローブピンを示す模式図である。 （Ａ）は、図１に示したプローブカードに設置されるガイド部材の平面模式図であり、（Ｂ）は、図３（Ａ）に示したガイド部材が対応する検査対象であるデバイスを示す平面模式図である。 図１に示したプローブカードを備える検査装置の構成を示すブロック図である。 図４に示した検査装置を用いた検査方法を示すフローチャートである。 図５に示した接触工程の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ プローブカード、３ 基板、５ 開口部、７ プローブピン、８ ガイド部、９ ガイド部材、１０ ガイド穴、１１ 樹脂プレート、１３ 固定用樹脂、１７ 突起、１９ 端子、２１ デバイス、２２ 電極、２３ 接続部、２４ 梁部、２５ ベース部、２６ 接触端子部、３０ 制御部、３１ 検出センサ、３２ プローブカード移動部材、３３ 測定制御部、３５ 矢印。

Claims (8)

1. 半導体装置の検査に用いられるプローブカードのプローブピンであって、
   ベース部と、
   前記ベース部に接続され、検査対象である半導体装置の電極に接触する端子を含む接触端子部とを備え、
   前記接触端子部には、前記端子とは異なる位置に、ガイド部が形成されている、プローブピン。
2. 前記ガイド部は、前記接触端子部において前記端子が位置する側と反対側に形成されている、請求項１に記載のプローブピン。
3. ＬＩＧＡプロセスまたはＵＶ−ＬＩＧＡプロセスを用いて製造される、請求項１または２に記載のプローブピン。
4. 基板と、
   前記基板に接続されたプローブピンとを備え、
   前記プローブピンは、前記基板に接続されたベース部と、前記ベース部に接続され、検査対象である半導体装置の電極に接触する端子を含む接触端子部とを含み、さらに、
   前記基板に接続され、前記接触端子部において前記端子とは異なる位置に形成されたガイド部の位置を規制するガイド部材を備える、プローブカード。
5. 請求項４に記載のプローブカードと、
   前記プローブカードの前記接触端子部の位置を検出する検出センサと、
   前記検出センサからの検出信号に基づき前記プローブピンの前記端子の変位を演算する制御部とを備える、検査装置。
6. 請求項５に記載の検査装置の制御方法であって、
   前記検出センサを用いて、前記プローブピンの前記端子を検査対象である半導体装置の電極に接触させる前における、前記プローブカードの前記基板に対する前記プローブピンの前記接触端子部の基準位置を測定する工程と、
   前記プローブピンの前記端子を検査対象である半導体装置の電極に接触させる工程と、
   前記端子が前記電極に接触した状態において、前記接触端子部の位置を測定することにより、前記端子を前記電極に接触させる前後での、前記基板に対する前記端子の位置の変化量を測定する工程とを備える、検査装置の制御方法。
7. 前記検出センサは、レーザ光を用いた変位センサである、請求項６に記載の検査装置の制御方法。
8. 前記検出センサは、超音波を用いた変位センサである、請求項６に記載の検査装置の制御方法。

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