JP2010133787A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】接触体と被検査体との接触を安定させ、電気的特性の検査を適正に行う。
【解決手段】プローブ装置１に設けられたプローブカード２は、接触体１０を支持する支持板１１と、支持板１１の上面側に設けられた回路基板１２とを有している。回路基板１２の上面には連結部材１４が設けられ、連結体１５により連結部材１４と支持板１１が連結されている。連結部材１４の上面には、接触体１０とウェハＷの電極パットＵとの接触荷重を一定に維持する複数のバネ部材２０が設けられている。連結部材１４の外周部には、支持板１１の水平方向の位置を固定する複数の板バネ２４が設けられている。回路基板１２と支持板１１の間には、当該回路基板１２と支持板１１を弾力的且つ電気的に接続する複数の中間部材３０が設けられている。
【選択図】図１

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の検査は、例えばプローブカードとウェハを保持する載置台などを有するプローブ装置を用いて行われる。プローブカードは、通常ウェハ上の電子回路の多数の電極パットに接触させる複数のプローブと、これらプローブを下面で支持する支持板と、支持板の上面側に設けられ、各プローブに検査用の電気信号を送る回路基板などを備えている。そして、載置台上のウェハを上昇させ、各プローブをウェハの各電極パットに接触させた状態で、回路基板から各プローブに電気信号を送ることにより、ウェハ上の電子回路の検査が行われている。

このような電子回路の電気的特性の検査を適正に行うためには、プローブと電極パットを所定の接触荷重で接触させる必要がある。そこで、従来より、電極パットに接触する接触子を取り付けた弾性体素子（プローブ）と、複数のプローブを固定し支持する支持体（支持板）と、支持板の上面に設けられたアクチュエータ又はバネなどを備えたプローブカードが提案されている（特許文献１）。このアクチュエータやバネの作用により、検査時のプローブと電極パットとの接触荷重を所定の荷重に維持することができる。

特開２０００−１５５１２８号公報

しかしながら、例えばプローブカードがウェハを保持する載置台と平行に設置されていなかったり、載置台の平面度が悪い場合がある。この場合、従来の単一のアクチュエータでプローブカードに荷重をかける方式だと、複数のプローブと電極パッドが異なる高さで接触するため、接触荷重の面内分布を均一にすることができなかった。この結果、プローブと電極パットとの間で接触不良が生じることがあった。

また、例えばプローブがカンチレバー構造で、プローブの向きを一方向に揃えて製作することがある。この場合、プローブと電極パットが接触する際、プローブの先端が水平方向に移動するため、プローブを支持する支持板に水平方向の反力が作用する。また、プローブと電極パットが接触した状態で、ウェハを水平方向に若干移動させて良好な接触を得る運用方法がある。この場合にも、支持板に水平方向の力が作用する。これらの場合、支持板の水平方向の移動を規制しないと、プローブが電極パットと適切に接触することができず、プローブと電極パットとの間で接触不良が生じることがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、接触体と被検査体との接触を安定させ、電気的特性の検査を適正に行うことをその目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、被検査体の電気的特性を検査するためのプローブカードであって、検査時に被検査体に接触する接触体を支持する支持板と、前記支持板の上面側に設けられ、前記接触体に検査用の電気信号を送る回路基板と、前記回路基板の上面に設けられ、前記支持板に連結される連結部材と、前記連結部材の上面に設けられ、前記接触体と被検査体との接触荷重を一定に維持する複数の荷重調整部材と、前記連結部材の外周部に設けられ、前記支持板の水平方向の位置を固定する複数の弾性部材と、を有することを特徴としている。なお、荷重調整部材は、回路基板の上面に３つ以上設けられているのが好ましい。

本発明によれば、支持板に連結される連結部材の上面には、接触体と被検査体との接触荷重を一定に維持する荷重調整部材が設けられているので、被検査体の位置（接触体の位置）により接触荷重は変化しない。しかも、荷重調整部材は複数設けられているので、例えば複数の接触体と被検査体が異なる高さで接触した場合でも、複数の荷重調整部材によりすべての接触体と被検査体とを所定の接触荷重で接触させることができる。すなわち、接触体と被検査体との接触荷重の面内分布を均一にすることができる。したがって、接触体と被検査体を適切に接触させることができる。また、前記連結部材の外周部には、支持板の水平方向の位置を固定する複数の弾性部材が設けられているので、支持板に水平方向の力が作用した場合でも、支持板を水平方向に移動させることなく鉛直方向にのみ移動させることができる。したがって、接触体と被検査体を適切に接触させることができる。以上のように、本発明によれば、接触体と被検査体との接触を安定させることができ、被検査体の電気的特性の検査を適正に行うことができる。

前記回路基板と前記支持板の間に設けられ、当該回路基板と支持板を弾力的且つ電気的に接続する中間部材を有していてもよい。

前記複数の荷重調整部材にかかる荷重を測定する荷重測定器と、前記荷重測定器の測定結果に基づいて、前記複数の荷重調整部材にかかる荷重が均等に所定の値になるように制御する制御部と、を有していてもよい。

前記支持板と前記連結部材は連結体により連結され、前記連結体の外周部には、前記支持板の鉛直方向の移動のみを案内する案内部材が設けられていてもよい。

前記弾性部材は、一端が前記連結部材の外周部に固定され、他端が前記回路基板を補強する補強部材に固定された板バネであってもよい。

前記荷重調整部材は、バネ部材であってもよく、また推力を一定に維持することができるアクチュエータであってもよい。

前記接触体は、平板状の中間体と、当該中間体の上下の両面に取り付けられた弾性シートを備えた３層構造を有し、前記下面側の弾性シートは、検査時に被検査体に接触する導電部を有していてもよい。また、前記接触体は、前記支持板に片持ち支持される梁部と、前記梁部の自由端部から被検査体側に延伸し、検査時に被検査体に接触する接触子と、を有していてもよい。

本発明によれば、接触体と被検査体との接触を安定させ、電気的特性の検査を適正に行うことができる。

以下、本発明の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プローブカードを有するプローブ装置１の構成の概略を示す縦断面図である。

プローブ装置１には、例えばプローブカード２と、被検査体としてのウェハＷを載置する載置台３が設けられている。プローブカード２は、載置台３の上方に配置されている。

プローブカード２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２は、検査時にウェハＷの電極パットＵに接触する接触体１０を下面で支持する支持板１１と、支持板１１の上面側に設けられ、接触体１０に検査用の電気信号を送る回路基板１２とを備えている。

回路基板１２は、例えば略円盤状に形成され、図示しないテスタに電気的に接続されている。回路基板１２の内部には、接触体１０との間で検査用の電気信号を伝送するための、図示しない電子回路が実装されている。テスタからの検査用の電気信号は、回路基板１２の電子回路を介して接触体１０に送受信される。回路基板１２の下面には、接続端子１２ａが配置されており、この接続端子１２ａは回路基板１２の電子回路の一部として形成されている。

回路基板１２の上面側には、回路基板１２を補強する補強部材１３が設けられている。補強部材１３は、回路基板１２の上側に平行に配置された本体部１３ａと、本体部１３ａの外周部から下方に延伸し、回路基板１２の外周部を固定する固定部１３ｂとを有している。回路基板１２上の固定部１３ｂは、回路基板１２の内側に突出すると共に、外側に延伸している。固定部１３ｂの外周部は、図示しないホルダに保持されている。すなわち、このホルダにより、補強部材１３と回路基板１２が保持されている。

回路基板１２の上面には、支持板１１に連結される連結部材１４が回路基板１２と平行に設けられている。連結部材１４は、例えば回路基板１２の径より小さい径の略円盤状に形成されている。すなわち、連結部材１４は、補強部材１３の本体部１３ａの下方であって、固定部１３ｂの内側に設けられている。なお、連結部材１４は、回路基板１２の上面に接することにより、当該回路基板１２の平面度を矯正する機能も有している。

連結部材１４の外周部の下面には、支持板１１と連結部材１４を連結し一体化するための連結体１５が固定されている。連結体１５は、鉛直方向に長い略四角柱形状に形成されている。連結体１５は、支持板１１の外周部の複数個所、例えば４箇所に設けられている。各連結体１５は、平面視において支持板１１の中心を円心とする同一円周上に等間隔に配置されている。

連結体１５は、例えば回路基板１２を厚み方向に貫通し、下端部が支持板１１の外周部の外方の位置まで到達している。連結体１５の下部には、支持板１１側に突出し、当該支持板１１の外周部を保持する突出部１５ａが鉛直方向に２箇所に設けられている。なお、下方の突出部１５ａは、板バネであってもよい。この場合、支持板１１の外周部を下から保持しながら、支持板１１を回路基板１２側に押し付けて、支持板１１と回路基板１２との電気的な接触を維持できる。

連結部材１４の上面の中央部には、図２に示すように、複数、例えば３本のボルト１６が設けられている。複数のボルト１６の上端部は、図１に示すように、連結部材１４の上面の中央部に形成された第１の凹部１４ａに係止されている。ボルト１６は回路基板１２を厚み方向に貫通し、その下端部は支持板１１の上面に固定されている。したがって、これら連結体１５とボルト１６によって、支持板１１と連結部材１４が連結されている。

連結部材１４の上面には、接触体１０と電極パットＵとの接触荷重を一定に維持する荷重調整部材としてのバネ部材２０が設けられている。バネ部材２０は、図２に示すように、複数、例えば３つ設けられている。バネ部材２０は、平面視において、連結部材１４の中心を円心とする同一円周上に等間隔に配置されている。各バネ部材２０は、図１に示すように、連結部材１４の上面に形成された第２の凹部１４ｂにそれぞれ設けられている。バネ部材２０は、鉛直方向に伸縮するように配置されたバネ２１と、バネ２１を支持し、且つ鉛直方向に伸縮自在の支持部２２とを有している。そして、バネ部材２０は、補強部材１３に接触して、接触体１０と電極パットＵとの接触荷重を所定の荷重で一定に維持することができる。また、例えば接触体１０と電極パットＵが異なる高さで接触した場合でも、複数のバネ部材２０が設けられていることにより、接触体１０と電極パットＵとの接触荷重の面内分布を均一にすることができる。なお、バネ部材２０の個数は本実施の形態に限定されないが、３つ以上であるのが好ましい。

第２の凹部１４ｂ内であって、バネ部材２０の下面には、当該バネ部材２０にかかる荷重を測定する荷重測定器２３が設けられている。荷重測定器２３は、例えばシート状に形成されている。荷重測定器２３には、制御部１００が接続されている。制御部１００は、各荷重測定器２３の測定結果に基づいて、各バネ部材２０にかかる荷重が均等に所定の値になるように制御する。具体的には、例えば載置台３の高さを変更して接触体１０と電極パットＵとの接触荷重を変更したり、異常な値の荷重が測定された場合の不良要因、例えば支持板１１の傾斜などを無くすように制御する。なお、所定の接触荷重は、接触体１０の材質及び寸法、例えば後述する上面弾性シート４１及び下面弾性シート４２の材質及び厚み、導電部５０の径及び個数などに基づいて設定される。

連結部材１４の外周部には、弾性部材としての板バネ２４が設けられている。板バネ２４の一端は連結部材１４の外周部に固定され、他端は補強部材１３の固定部１３ｂに固定されている。板バネ２４は、図２に示すように、複数、複数、例えば３つ設けられている。板バネ２４は、平面視において、連結部材１４の中心を円心とする同一円周上に等間隔に配置されている。これらの板バネ２４により、支持板１１の水平方向の位置が固定される。すなわち、接触体１０と電極パットＵが接触した状態で、接触体１０を支持する支持板１１に水平方向の力が作用しても、板バネ２４により支持板１１は水平方向に移動しない。なお、支持板１１に水平方向の力が作用する場合とは、例えば接触体１０と電極パットＵが接触した状態で、ウェハＷを水平方向に若干移動させて良好な接触を得る場合などである。なお、板バネ２４の個数は本実施の形態に限定されないが、３つ以上であるのが好ましい。

支持板１１は、図１に示すように、載置台３と対向し、且つ回路基板１２と平行になるように配置されている。支持板１１は、例えば略方盤形状に形成されている。支持板１１の上面には、複数の接続端子１１ａが設けられている。接続端子１１ａは、回路基板１２下面の接続端子１２ａの配置に対応するように形成されている。

支持板１１の接続端子１１ａと、接続端子１１ａに対応する回路基板１２の接続端子１２ａとの間には、当該接続端子１１ａ、１２ａ間の電気的導通を図るための中間部材３０が複数設けられている。複数の中間部材３０は、支持板１１の上面内において分布に偏りがないように均一に配置されている。また、各中間部材３０は、それぞれが独立して鉛直方向に伸縮するように形成されている。したがって、例えば接触体１０と電極パットＵが異なる高さで接触した場合でも、これら中間部材３０が、接触体１０と電極パットＵとの接触荷重の面内分布を均一にするように作用する。

支持板１１の下面には、上面の接続端子１１ａより狭いピッチで接続端子１１ｂが設けられている。下面の接続端子１１ｂは上面の接続端子１１ａと同数設けられ、上面の接続端子１１ａと対応する下面の接続端子１１ｂはそれぞれ接続されている。このように支持板１１は、回路基板１２の接続端子１２ａの間隔を変更するピッチ変換基板として機能する。

支持板１１の下面に支持された接触体１０は、図３に示すように、例えば中間体としての平板状の中間基板４０と、中間基板４０の上面に取付けられた上面弾性シート４１と、中間基板４０の下面に取付けられた下面弾性シート４２を備えており、３層構造を有している。

下面弾性シート４２は、例えば方形に形成され、例えば全体が弾性を有する絶縁材である例えばゴムシートにより形成されている。下面弾性シート４２には、導電性を有する複数の導電部５０が形成されている。導電部５０は、ウェハＷの電極パットＵの配置に対応するように形成されている。各導電部５０は、例えば下面弾性シート４２を鉛直方向に貫通し下面弾性シート４２の上下の両面から凸状に突出しており、四角柱形状を有している。下面弾性シート４２の導電部５０以外の部分、つまり導電部５０同士を接続する部分は、ゴムシートのみからなる絶縁部５１になっている。なお、導電部５０は弾性体であってもよい。

上面弾性シート４１は、例えば方形に形成され、全体が弾性を有する絶縁材である例えば上記下面弾性シート４２と同じゴムシートにより形成されている。上面弾性シート４１には、導電性を有する複数の導電部６０が形成されている。導電部６０は、例えば支持板１１下面の接続端子１１ｂの配置に対応するように配置されている。各導電部６０は、例えば上面弾性シート４１を鉛直方向に貫通し上面弾性シート４１の上下の両面から凸状に突出している。上面弾性シート４１の導電部６０以外の部分は、絶縁部６１になっている。なお、導電部６０は弾性体であってもよい。

中間基板４０は、例えば略方盤形状に形成されていている。中間基板４０は、上面弾性シート４１及び下面弾性シート４２に比べて高い剛性を有している。中間基板４０には、下面から上面に通じる複数の通電路７０が形成されている。通電路７０は、例えば中間基板４０の厚み方向に直線状に形成されている。通電路７０の上端部には、接続端子７０ａが形成され、通電路７０の下端部には、接続端子７０ｂが形成されている。中間基板４０の通電路７０は、例えば下面弾性シート４２の導電部５０及び上面弾性シート４１の導電部６０と１対１で対応する位置に形成されている。これにより、通電路７０の接続端子７０ｂと下面弾性シート４２の導電部５０が対応している。また、通電路７０の接続端子７０ａと上面弾性シート４１の導電部６０が対応している。

下面弾性シート４２は、その外周部を囲む金属フレーム８０に固定されている。金属フレーム８０は、下面弾性シート４２の外周部に沿った四角の枠形状を有している。

金属フレーム８０は、例えば弾性を有する接着剤８１により、中間基板４０の外周部の下面に接着されている。これにより、下面弾性シート４２の各導電部５０が中間基板４０の通電路７０の接続端子７０ｂに接触されている。

上面弾性シート４１は、その外周部を囲む金属フレーム９０に固定されている。金属フレーム９０は、上面弾性シート４１の外周部に沿った四角の枠形状を有している。

金属フレーム９０は、例えば弾性を有する接着剤９１により、中間基板４０の外周部の上面に接着されている。これにより、上面弾性シート４１の各導電部６０が中間基板４０の通電路７０の接続端子７０ａに接触されている。

載置台３は、例えば水平方向及び鉛直方向に移動自在に構成されており、載置したウェハＷを三次元移動できる。

本実施の形態にかかるプローブカード２を有するプローブ装置１は以上のように構成されており、次にプローブ装置１で行われるウェハＷの電子パットＵの電気的特性の検査方法について説明する。図４は、電極パットＵの位置変位Ｓと、接触体１０と電極パットＵとの接触荷重として発生する荷重Ｆとの関係を示したグラフである。なお、図４中の発生荷重Ｆ_１は、例えば接触体１０、支持板１１、連結部材１４、連結体１５等の移動可能な部材の重さ、バネ部材２０の初期荷重、中間部材３０の初期荷重の総和となる。発生荷重Ｆ_１は、上記の荷重を管理することで任意に選択することが可能となる。

検査の準備段階として、予めバネ部材２０には所定の初期荷重がかけられている。この状態で、検査が開始される。

先ず、ウェハＷが載置台３上に保持されると、載置台３が上昇し、ウェハＷの各電極パットＵが下面弾性シート４２の各導電部５０に接触する。この接触の瞬間における電極パットＵの位置変位Ｓと発生荷重Ｆとの関係が、図４に示す点Ａとなる。

電極パットＵが上昇すると、下面弾性シート４２の導電部５０は、下から上方向に作用する力により鉛直方向に圧縮される。また、下面弾性シート４２に作用した力が中間基板４０を介在して上面弾性シート４１の導電部６０に伝わり、導電部６０も鉛直方向に圧縮される。そして、電極パットＵの位置変位ＳがＳ_１に達するまで、すなわち所定の発生荷重Ｆ_１に達するまでは、発生荷重Ｆは導電部５０、６０の圧縮により吸収される。したがって、この場合、図５に示すように、電極パットＵが上昇しても支持板１１は上昇しない。また、この間の電極パットＵの位置変位Ｓと発生荷重Ｆとの関係が、図４に示す点Ａ−Ｂ間となる。

その後、さらに電極パットＵを所定の位置変位であるＳ_２に達するように上昇させる。このとき、発生荷重Ｆは、支持板１１を介して中間部材３０に伝達されると共に、支持板１１、連結体１５及び連結部材１４を介して、バネ部材２０に伝達される。この場合、図６に示すように、支持板１１、連結体１５及び連結部材１４が上昇する。このとき、バネ部材２０の弾性によって発生する反力により、支持板１１が接触体１０側に押される。またこのとき、発生荷重Ｆ_１の荷重上昇は、バネ部材２０、板バネ２４、中間部材３０の影響を受けるが、板バネの形状やコイルバネの選択を、ストロークが大きく、バネ定数を小さくすることで、鉛直方向への移動に伴う荷重上昇を小さくすることが可能である。この間の電極パットＵの位置変位Ｓと発生荷重Ｆとの関係が、図４に示す点Ｂ−Ｃ間となる。

そして、ウェハＷが所定の接触荷重で接触体１０に押し付けられた状態で、回路基板１２から検査用の電気信号が、中間部材３０、支持板１１の接続端子１１ａと接続端子１１ｂ、接触体１０における上面弾性シート４１の導電部６０、中間基板４０の通電路７０及び下面弾性シート４２の導電部５０を順に通ってウェハＷ上の各電極パットＵに送られて、ウェハＷ上の回路の電気的特性が検査される。

以上の実施の形態によれば、支持板１１に連結される連結部材１４の上面にバネ部材２０が設けられたので、検査時に接触体１０の導電部５０と電極パットＵが接触する際、その接触荷重を所定の荷重に維持することができる。すなわち、電極パットＵの位置変位により接触荷重が変化しない。したがって、導電部５０とウェハＷの電極パットＵとの接触を安定させることができ、電極パットＵの電気的特性の検査を適正に行うことができる。

また、連結部材１４の上面に複数のバネ部材２０が設けられたので、例えば複数の導電部５０と電極パットＵが異なる高さで接触した場合でも、すべての導電部５０と電極パットＵを所定の接触荷重で接触させることができる。すなわち、導電部５０と電極パットＵとの接触荷重の面内分布を均一にすることができる。

また、このようにバネ部材２０により導電部５０と電極パットＵとの接触荷重が所定の接触荷重に維持されるので、接触体１０に過度の荷重がかからず、接触体１０の耐久性を向上させることができる。

また、連結部材１４の外周部には、支持板１１の水平方向の位置を固定する複数の板バネ２４が設けられているので、接触体１０と電極パットＵが接触した状態で、支持板１１に水平方向の力が作用した場合でも、支持板１１を水平方向に移動させることなく鉛直方向にのみ移動させることができる。したがって、導電部５０と電極パットＵを適切に接触させることができる。

また、各バネ部材２０には、バネ部材２０にかかる荷重を測定する荷重測定器２３が設けられ、制御部１００は、各荷重測定器２３の測定結果に基づいて、各バネ部材２０にかかる荷重が均等に所定の値になるように制御する。したがって、例えば導電部５０と電極パットＵとの間に異常な値の接触荷重が発生した場合でも、制御部１００により導電部５０と電極パットＵを適切に接触させることができる。

以上の実施の形態では、荷重調整部材としてバネ部材２０を用いていたが、図７に示すようにアクチュエータ１１０を設けてもよい。本実施の形態のアクチュエータ１１０は、例えば空気により一定方向に一定の推力を発生させるもので、荷重の作用点の位置によらず当該荷重を一定に発生させることができる。なお、アクチュエータには、電気により一定の推力を発生させるものを用いてもよい。

アクチュエータ１１０は、押え部材１１１を支持板１１の上面に介して設けられている。アクチュエータ１１０の上端部は、補強部材１３に固定されている。アクチュエータ１１０は、複数、例えば３つ設けられ、例えば上記実施の形態のバネ部材２０と同一箇所に設けられている。アクチュエータ１１０は、第１の凹部１４ａ内に設けられ、各アクチュエータ１１０の荷重を測定する荷重測定器１２０に接続されている。この荷重測定器１２０は、制御部１００に接続されている。

複数のアクチュエータ１１０は、各アクチュエータ１１０内に空気を供給する空気供給源１３０に接続されている。空気供給源１３０には、制御部１００が接続されている。アクチュエータ１１０の図示しないピストンロッドは鉛直方向に移動可能で、アクチュエータ１１０内は、空気供給源１３０から供給された空気の圧力によって、ピストンロッドの停止位置にかかわらず常に一定の推力に保たれている。そして、例えば検査時に接触体１０が電極パットＵに接触する際にも、その接触荷重を所定の荷重に保つことができる。すなわち、制御部１００により、荷重測定器１２０の測定結果に基づいて、空気供給源１３０からの空気の圧力を調整することによって、接触体１０と電極パットとの接触荷重が一定になるように制御される。

なお、プローブ装置１及びプローブカード２のその他の構成は、上記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

そして、以上のプローブ装置１を用いて電極パットＵの電気的特性の検査を行う際には、アクチュエータ１１０は、上記実施の形態のバネ部材２０と同様に、導電部５０と電極パットＵとの接触荷重を所定の荷重で一定にするように作用する。例えば図８に示すように、電極パットＵの位置変位ＳがＳ_１に達した後、すなわち発生荷重Ｆが導電部５０、６０の圧縮により吸収され、所定の発生荷重Ｆ_１に達した後、電極パットＵの位置変位ＳがＳ_１からＳ_２に変位する間、発生荷重Ｆを所定の発生荷重Ｆ_１に維持することができる。そして、このように接触荷重を一定に保った状態で、回路基板１２からの検査用の信号が、中間部材３０、支持板１１の接続端子１１ａと接続端子１１ｂ、接触体１０における上面弾性シート４１の導電部６０、中間基板４０の通電路７０及び下面弾性シート４２の導電部５０を順に通って電極パットＵに送られて、電極パットＵの電気的特性が検査される。

かかる場合においても、導電部５０と電極パットＵとの接触荷重を所定の荷重で一定に維持することができるので、導電部５０と電極パットＵとの接触を安定させることができ、電極パットＵの電気的特性の検査を適正に行うことができる。しかも、本実施の形態によれば、空気供給源１３０からの空気の圧力を調整するだけで、アクチュエータ１１０内の荷重を一定に制御することができる。したがって、導電部５０と電極パットＵとの接触荷重を容易且つ確実に所定の値に維持することができる。

以上の実施の形態では、接触体１０は中間基板４０、上面弾性シート４１、下面弾性シート４２の３層構造を有していたが、接触体として、図９に示すようにカンチレバー構造のプローブ２００を用いてもよい。かかる場合、回路基板１２の下面側には、プローブ２００を支持する支持板２０１が設けられている。支持板２０１は、例えば略方盤状に形成され、載置台３と対向するように配置されている。支持板２０１の外周部は、連結体１５により保持されている。

支持板２０１の上面には、回路基板１２の接続端子１２ａに対応する位置に、複数の接続端子２０２が設けられている。接続端子２０２は、中間部材２０３によって回路基板１２の接続端子１２ａと電気的に接続されている。複数の中間部材２０３は、支持板１１の上面内において分布に偏りがないように均一に配置されている。また、各中間部材２０３は、それぞれが独立して鉛直方向に伸縮するように形成されている。

支持板２０１の下面には、ウェハＷ上の電極パットＵに対応する位置に、複数のプローブ２００が支持されている。複数のプローブ２００は、一方向の向きに片持ち支持されるように配置されている。また、プローブ２００は、支持板２０１の上面に設けられた接続端子２０２と電気的に接続されている。

プローブ２００は、図１０に示すように、支持板２０１に支持され、当該支持板２０１の下面から突出する支持部２１０を有している。支持部２１０の下端には、梁部２１１が設けられ、梁部２１１は、支持板２０１に対して支持部２１０によって所定の間隔を有して片持ち支持されている。梁部２１１の自由端部には、梁部２１１の直角方向下方に延伸する接触子２１２が設けられている。

なお、プローブ装置１及びプローブカード２のその他の構成は、上記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、本実施の形態においては、荷重調整部材としてバネ部材２０を用いたが、図１１に示すように、上述したアクチュエータ１１０を用いてもよい。

そして、かかるプローブ装置１を用いてウェハＷの電極パットＵの電気的特性の検査を行う際には、先ず、電極パットＵをプローブ２００の接触子２１２に押圧して接触させる。このとき、図１０に示すように、接触子２１２が水平方向に移動することにより、支持板２０１には水平方向の反力が生じる。かかる場合でも、ある程度の発生荷重であれば、プローブ装置１に設けられた板バネ２４、バネ部材２０、中間部材３０の作用により、支持板２０１を水平方向に移動させることなく鉛直方向にのみ移動させることができる。そして、上記実施の形態と同様に、バネ部材２０により、接触子２１２と電極パットＵとの接触荷重を所定の荷重に維持することができる。そして、このように接触荷重を所定の荷重に保った状態で、回路基板１２からの検査用の信号が、中間部材２０３、支持板２０１の接続端子２０２及びプローブ２００を順に通って電極パットＵに送られて、電極パットＵの電気的特性が適切に検査される。

以上の実施の形態では、接触体１０として、中間基板４０、上面弾性シート４１、下面弾性シート４２の３層構造を有するもの、又はカンチレバー構造のプローブ２００を用いていたが、例えばポゴピンタイプのプローブを用いてもよい。すなわち、バネ部材２０やアクチュエータ１１０などにより、接触体１０と電極パットＵとの接触荷重を一定にすることができるので、接触体１０にはあらゆるタイプの接触体を用いることができる。

以上の実施の形態のプローブ装置１において、水平方向の発生荷重が大きい場合には、例えば図１２に示すように、連結体１５の外周部に案内部材２５０を設けてもよい。案内部材２５０の外周部は、図示しないホルダに保持されている。案内部材２５０は、接触体１０と電極パットＵが接触した状態でウェハＷを上昇させる際、支持板１１の水平方向の位置を固定し、支持板１１の鉛直方向の移動を案内することができる。したがって、接触体１０と電極パットＵをより適切に接触させることができる。

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相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、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

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際に有用である。

本実施の形態にかかるプローブカードを有するプローブ装置の構成の概略を示す縦断面図である。 連結部材の上面付近の平面図である。 接触体の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 電極パットの位置変位と発生荷重の関係を示したグラフである。 接触体と電極パットが接触した様子を示す説明図である。 接触体と電極パットが接触した状態で、当該電極パットを上昇させた様子を示す説明図である。 他の形態にかかるプローブカードを有するプローブ装置の構成の概略を示す縦断面図である。 電極パットの位置変位と発生荷重の関係を示したグラフである。 他の形態にかかるプローブカードを有するプローブ装置の構成の概略を示す縦断面図である。 プローブの構成の概略を示す側面図である。 他の形態にかかるプローブカードを有するプローブ装置の構成の概略を示す縦断面図である。 他の形態にかかるプローブカードを有するプローブ装置の構成の概略を示す縦断面図である。

符号の説明

１ プローブ装置
２ プローブカード
３ 載置台
１０ 接触体
１１ 支持板
１２ 回路基板
１３ 補強部材
１４ 連結部材
１５ 連結体
２０ バネ部材
２１ バネ
２２ 支持部
２３ 荷重測定器
２４ 板バネ
３０ 中間部材
４０ 中間基板
４１ 上面弾性シート
４２ 下面弾性シート
５０ 導電部
６０ 導電部
１００ 制御部
１１０ アクチュエータ
１２０ 荷重測定器
１３０ 空気供給源
２００ プローブ
２０１ 支持板
２０３ 中間部材
２１０ 支持部
２１１ 梁部
２１２ 接触子
２５０ 案内部材
Ｕ 電極パット
Ｗ ウェハ

Claims (9)

1. 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であって、
   検査時に被検査体に接触する接触体を支持する支持板と、
   前記支持板の上面側に設けられ、前記接触体に検査用の電気信号を送る回路基板と、
   前記回路基板の上面に設けられ、前記支持板に連結される連結部材と、
   前記連結部材の上面に設けられ、前記接触体と被検査体との接触荷重を一定に維持する複数の荷重調整部材と、
   前記連結部材の外周部に設けられ、前記支持板の水平方向の位置を固定する複数の弾性部材と、を有することを特徴とする、プローブカード。
2. 前記回路基板と前記支持板の間に設けられ、当該回路基板と支持板を弾力的且つ電気的に接続する中間部材を有することを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記複数の荷重調整部材にかかる荷重を測定する荷重測定器と、
   前記荷重測定器の測定結果に基づいて、前記複数の荷重調整部材にかかる荷重が均等に所定の値になるように制御する制御部と、を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のプローブカード。
4. 前記支持板と前記連結部材は連結体により連結され、
   前記連結体の外周部には、前記支持板の鉛直方向の移動のみを案内する案内部材が設けられてい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。
5. 前記弾性部材は、一端が前記連結部材の外周部に固定され、他端が前記回路基板を補強する補強部材に固定された板バネであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプローブカード。
6. 前記荷重調整部材は、バネ部材であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプローブカード。
7. 前記荷重調整部材は、推力を一定に維持することができるアクチュエータであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプローブカード。
8. 前記接触体は、平板状の中間体と、当該中間体の上下の両面に取り付けられた弾性シートを備えた３層構造を有し、
   前記下面側の弾性シートは、検査時に被検査体に接触する導電部を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のプローブカード。
9. 前記接触体は、前記支持板に片持ち支持される梁部と、前記梁部の自由端部から被検査体側に延伸し、検査時に被検査体に接触する接触子と、を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のプローブカード。

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