JP2009139160A

JP2009139160A - プローブカードの製造方法

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Publication number: JP2009139160A
Application number: JP2007314192A
Authority: JP
Inventors: Jun Mochizuki; 純望月
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-05
Also published as: US20090146673A1; US8362792B2; JP5164543B2; US20120132615A1

Abstract

【課題】プローブカード用回路基板に有機基板を用いた場合でも、被検査体の電気的特性の検査を適切に行うために、当該回路基板の平坦度を向上させる。
【解決手段】回路基板１２の表面に、膜２０を形成する（図３（ａ））。膜２０をエッチングして接続端子１４と接合部材１５を形成し、接合部材１５の表面を研磨する（図３（ｂ））。検査用接触構造体１３を組み立てる。検査用接触構造体１３を回路基板１２に近接させる（図３（ｃ））。コンタクタ１１を貫通するプローブ１０の先端が接続端子１４に接触するように、コンタクタ１１の下面と接合部材１５を接合する（図３（ｄ））。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検査体の電気的特性を検査するためのプローブカードの製造方法に関する。

例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に形成されたＩＣ、ＬＳＩなどの電子回路の電気的特性は、プローブカードを用いて行われている。プローブカードは、複数のプローブを支持するコンタクタと、当該コンタクタと電気的に接続されている回路基板を有している。コンタクタと回路基板との間には、コンタクタを支持する支持部材が設けられている。回路基板のコンタクタ側の表面には、プローブとの間で電気信号を授受する接続端子が設けられている。そして、ウェハ上の電子回路の電気的特性の検査は、複数のプローブを電子回路の電極に接触させ、プリント配線がなされた回路基板を通じて各プローブから当該電極に対して検査用の電気信号を印加することにより行われている（特許文献１）。

このようなプローブカードを製造するにあたっては、通常、図７に示すように、予め、複数のプローブ１０１を支持するコンタクタ１０２と支持部材１０３等を有するプローブヘッドとも呼ばれる検査用接触構造体１０４を組み立てておく。また、回路基板１０５の表面に、例えば当該表面上に形成された膜をエッチングすることによって、接続端子１０６を形成しておく。そして、検査用接触構造体１０４の支持部材１０３を、回路基板１０５の接続端子１０６が形成された表面に接合することによって、プローブカード１１０が製造される。

特開２００２−１５１５５７号公報

ところで、近年のウェハの大型化に伴い、回路基板１０５として、有機基板、例えばガラスエポキシ基板が用いられる場合がある。ガラスエポキシ基板は、通常、例えば複数のガラスエポキシ層を積層してプレス圧着することにより形成され、大型の回路基板を形成することができる。しかしながら、ガラスエポキシ基板は、各層を接着する接着剤が各層の残銅率のバラツキに大きい影響を受けるため、その表面の平坦度が悪くなることがある。例えば接着剤や各層配線の残銅率を管理して平坦度を向上させた場合でも、この平坦度は５０μｍ程度であった。そうすると、回路基板１０５と検査用接触構造体１０４が適切に接合されず、プローブ１０１の高さにバラツキが生じてウェハの電子回路の電気的特性の検査を適切に行うことができなかった。

また、回路基板１０５の表面を平坦にするために、この表面を研磨しようとすると、回路基板１０５の表面上に形成された接続端子１０６まで削り取ってしまう。したがって、回路基板１０５の表面を研磨することもできなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プローブカード用回路基板に有機基板を用いた場合でも、被検査体の電気的特性の検査を適切に行うために、当該回路基板の平坦度を向上させることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、被検査体に接触するプローブを備えた検査用接触構造体と、当該検査用接触構造体と電気的に接続される回路基板とを有するプローブカードの製造方法であって、前記回路基板の表面に、前記プローブとの間で電気信号を授受する接続端子と、前記検査用接触構造体と接合する接合部材とを形成する第１の工程と、その後、前記接合部材の表面を研磨する第２の工程と、その後、前記研磨された接合部材と前記検査用接触構造体を接合する第３の工程とを有することを特徴としている。

本発明によれば、プローブカードを製造するにあたって、回路基板と検査用接触構造体を接合する前に、回路基板の表面上に検査用接触構造体と接合する接合部材を形成し、当該接合部材を研磨しているので、回路基板に例えば有機基板を用いた場合でも、接合部材の表面を平坦にして、回路基板の平坦度を向上させることができる。

前記第１の工程において、前記接続端子と接合部材は、同時に、かつ同じ高さに形成されていてもよい。

前記第１の工程において、前記接続端子と接合部材は、前記回路基板上に形成された膜をエッチングすることによって形成されてもよい。

前記第２の工程の後であって前記第３の工程の前に、前記研磨された接合部材の表面に、金属をめっきしてもよい。

本発明によれば、プローブカード用回路基板に有機基板を用いた場合でも、当該回路基板の平坦度を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる方法によって製造したプローブカード１の構成の概略と、プローブカード１の使用態様を示す側面図である。プローブカード１は、載置台２に載置された被検査体としてのウェハＷの電子回路の電気的特性の検査を行う。

プローブカード１は、例えば全体が略円盤状に形成されている。プローブカード１は、ウェハＷの電極に接触する複数のプローブ１０を支持するコンタクタ１１と、プローブ１０に対しコンタクタ１１を通じて電気信号を授受する回路基板１２を備えている。

コンタクタ１１は、例えば略方盤状に形成され、載置台２と対向するようにプローブカード１の下面側に配置されている。コンタクタ１１の下面には、ウェハＷ上の複数の電極（図示せず）に対応して配置された複数のプローブ１０が支持されている。プローブ１０は、コンタクタ１１を厚み方向に貫通している。なお、プローブ１０とコンタクタ１１で検査用接触構造体１３を構成している。

回路基板１２は、例えば略円盤状に形成され、コンタクタ１１に面してコンタクタ１１と平行になるように配置されている。回路基板１２の下面には、コンタクタ１１を厚み方向に貫通するプローブ１０の基端と電気的に導通する接続端子１４が設けられている。回路基板１２の内部には、テストヘッド（図示せず）とコンタクタ１１との間で電気信号を伝達するための電子回路が形成されている。なお、回路基板１２には、有機基板、例えばガラスエポキシ基板が用いられる。また、接続端子１４の材料には、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｐｄなどが用いられる。

回路基板１２の下面、すなわち接続端子１４が設けられた表面には、回路基板１２とコンタクタ１１を接合する接合部材１５が設けられている。接合部材１５は、接続端子１４と同じ高さに形成され、接合部材１５のコンタクタ１１側の表面は研磨されて平坦になっている。接合部材１５は、図２に示すように、例えばコンタクタ１１の下面と対向する領域の外周部に、複数の接続端子１４を囲むように形成されている。なお、接合部材１５の材料には、接続端子１４と同じ材料、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｐｄなどが用いられる。

載置台２は、図１に示すように、水平方向においてＸ−Ｙ方向及び鉛直方向（Ｚ方向）に移動自在に構成されており、載置したウェハＷを三次元移動させ、ウェハＷ上の所望の位置にプローブカード１のプローブ１０を接触させることができる。

以上にように構成されたプローブカード１を用いて、ウェハＷの電子回路の電気的特性が検査される際には、先ずウェハＷが載置台２上に載置される。次に、例えば載置台２が移動し、ウェハＷがコンタクタ１１に近づけられ、ウェハＷの所定の各電極が各プローブ１０に接触される。そして、回路基板１２、接続端子１４、コンタクタ１１、プローブ１０を通じて、ウェハＷに検査用の電気信号が伝達され、ウェハＷの電子回路の電気的特性が検査される。

次に、本実施の形態にかかるプローブカード１の製造方法について、図３に基づいて説明する。

先ず、回路基板１２の表面に、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｐｄ等の膜２０を形成する（図３（ａ））。次に、膜２０をエッチングして、接続端子１４と接合部材１５を形成する。その後、接合部材１５における回路基板１２と反対側の表面（図中の上面側）を研磨する。この接合部材１５の表面の研磨には、例えば表面上に研磨剤を塗布して研磨するＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）法が用いられる。そして、接続端子１４と接合部材１５は、同じ高さに形成される（図３（ｂ））。

このように回路基板１２の表面に接続端子１４と接合部材１５を形成し、一方で、プローブ１０をコンタクタ１１の所定の位置に貫通させて、検査用接触構造体１３を組み立てておく。そして、検査用接触構造体１３を回路基板１２に近接させる（図３（ｃ））。その後、コンタクタ１１の下面が接続端子１４に当接するように、すなわちコンタクタ１１を貫通するプローブ１０の基端が回路基板１２上の接続端子１４に当接するように、コンタクタ１１の下面と回路基板１２上の接合部材１５を例えば接着剤により接合する（図３（ｄ））。なお、コンタクタ１１の下面と接合部材１５を、ねじ止めや板ばね止めによって接合してもよい。

以上の実施の形態によれば、プローブカード１を製造するにあたって、回路基板１２と検査用接触構造体１３を接合する前に、回路基板１２の表面上に接続端子１４を囲むようにして接合部材１５を形成し、その後、この接合部材１５を研磨しているので、回路基板１２にガラスエポキシ基板を用いた場合でも、当該回路基板１２の平坦度を向上させることができる。このように検査用接触構造体１３との接合面である接合部材１５の表面を平坦にすることができるので、検査用接触構造体１３を回路基板１２に容易かつ適切に接合させることができ、コンタクタ１１に支持された複数のプローブ１０を所定の高さに配置することができる。したがって、ウェハＷの電子回路の電気的特性の検査の際、プローブをウェハＷ上の電極に適切に接触させることができ、検査を適切に行うことができる。

また、回路基板１２上に膜２０を形成し、この膜２０をエッチングしているので、回路基板１２の表面上に接続端子１４と接合部材１５を同時に形成することができる。これによって、従来のようにコンタクタと回路基板の間に支持部材を設ける必要がなくなるので、プローブカード１を容易かつ安価に製造することができる。

以上の実施の形態では、接合部材１５は、コンタクタ１１の下面と対向する領域の外周部に、複数の接続端子１４を囲むように形成されていたが、図４に示すように、接続端子１４以外のほぼ全面の領域を覆うように形成してもよい。これによって、コンタクタ１１と接合部材１５との接着性が向上し、回路基板１２に検査用接触構造体１３をより安定して接合することができる。

以上の実施の形態では、回路基板１２上の接合部材１５にコンタクタ１１の下面を接合していたが、図５に示すように、接合部材１５上に金属膜３０を設け、金属膜３０とコンタクタ１１の下面を接合させてもよい。

この金属膜３０の形成方法について、図６に基づいて説明する。先ず、上述の実施の形態と同様の方法で、回路基板１２の表面に接続端子１４と接合部材１５を形成する（図６（ａ））。次に、接合部材１５の表面が露出するように、接続端子１４上にマスク３１を形成する（図６（ｂ））。そして、接合部材１５の表面上に金属をめっきし、金属膜３０を形成する（図６（ｃ））。その後、マスク３１を除去し（図６（ｄ））、検査用接触構造体１３のコンタクタ１１の下面を例えば接着剤により金属膜３０に接合する（図６（ｅ））。

かかる場合、金属膜３０の表面の高さが接続端子１４の表面の高さより高いので、接続端子１４とコンタクタ１１の下面との間に隙間を形成することができる。また、研磨され平坦になった接合部材１５の表面に、数μｍ単位で膜厚を調整することができる金属めっきを行っているので、形成される金属膜３０の表面を平坦にすることができ、接続端子１４とコンタクタ１１の下面との間に所定の隙間を形成することができる。そうすると、例えば接続端子１４の表面にビア（ＶＩＡ：ビアホール）が形成されている場合等、接続端子１４とコンタクタ１１との間に隙間が必要な場合でも、本発明を適用することができる。また、マスク３１を用いて接合部材１５の表面上に金属をめっきしているので、接合部材１５以外の部分には金属がめっきされず、高精度に金属膜３０を形成することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。

本発明は、例えば半導体ウェハ等の被検査体の電気的特性を検査するためのプローブカードに有用である。

本実施の形態にかかる方法によって製造したプローブカードの構成の概略及びプローブカードの使用態様を示す側面図である。本実施の形態にかかる回路基板の平面図である。本実施の形態にかかるプローブカードの製造方法を示すフローであって、（ａ）は回路基板の表面に膜を形成した様子を示し、（ｂ）は回路基板の表面に接続端子と接合部材を形成した様子を示し、（ｃ）は検査用接触構造体を回路基板に近接させる様子を示し、（ｄ）はコンタクタの下面と接合部材を接合した様子を示している。他の実施の形態にかかる回路基板の平面図である。他の実施の形態にかかるプローブカードの構成の概略を示す側面図である。他の実施の形態にかかるプローブカードの製造方法を示すフローであって、（ａ）は回路基板の表面に接続端子と接合部材を形成した様子を示し、（ｂ）は接合部材の表面が露出するように接続端子上にマスクを形成した様子を示し、（ｃ）接合部材の表面に金属をめっきした様子を示し、（ｄ）はマスクを除去し接合部材の表面に金属膜を形成した様子を示し、（ｅ）はコンタクタの下面と金属膜を接合した様子を示している。従来のプローブカードの製造方法を示す説明図である。

符号の説明

１プローブカード
１０プローブ
１１コンタクタ
１２回路基板
１３検査用接触構造体
１４接続端子
１５接合部材
２０膜
３０金属膜
Ｗウェハ

Claims

被検査体に接触するプローブを備えた検査用接触構造体と、当該検査用接触構造体と電気的に接続される回路基板とを有するプローブカードの製造方法であって、
前記回路基板の表面に、前記プローブとの間で電気信号を授受する接続端子と、前記検査用接触構造体と接合する接合部材とを形成する第１の工程と、
その後、前記接合部材の表面を研磨する第２の工程と、
その後、前記研磨された接合部材と前記検査用接触構造体を接合する第３の工程とを有することを特徴とするプローブカードの製造方法。
前記第１の工程において、前記接続端子と接合部材は、同時に、かつ同じ高さに形成されることを特徴とする、請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
前記第１の工程において、前記接続端子と接合部材は、前記回路基板上に形成された膜をエッチングすることによって形成されることを特徴とする、請求項２に記載のプローブカードの製造方法。
前記第２の工程の後であって前記第３の工程の前に、
前記研磨された接合部材の表面に、金属をめっきすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプローブカードの製造方法。