JP2011002408A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明の目的は、実装時間を短縮することができ且つ高温テストに対応することができるプローブカードを提供する。
【構成】 プローブカードは、ＳＴ基板２００と、ＳＴ基板２００の下面に配設された複数のプローブユニット１００ａとを備えている。ＳＴ基板２００の下面には複数の接続用電極２１１が設けられている。プローブユニット１００ａは、プローブ基板１１０と、プローブ基板１１０の下面上に一体形成された複数のプローブ１２０と、複数のボンディングワイヤ１３０とを有する。プローブ基板１１０の下面には複数の電極１１３及び電極１１３とプローブ１２０とを各々接続する複数の導電ライン１１２が形成されている。ボンディングワイヤ１３０は電極１１３と接続用電極２１１とを各々接続する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体ウエハ上のチップの電気的諸特性を測定するのに使用されるプローブカードに関する。

この種のプローブカードとしては、下面に複数の電極が設けられた基板と、前記電極に各々半田付けされた複数のプローブとを備えたものがある（特許文献１の段落００２９及び図４参照）。

特開２００６−１０５８８号公報

このようなプローブカードは、作業者が前記プローブを一本ずつ基板の電極に半田付けする必要があるため、プローブの接続作業に手間がかかり、コストアップの要因となっていた。また、１６０℃以上の高温テストにおいては、プローブと基板の電極とを接続する半田が溶解することが考えられた。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、実装時間を短縮することができ且つ高温テストに対応することができるプローブカードを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１のプローブカードは、第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有する配線基板と、前記配線基板の第２面に配設された複数のプローブユニットとを備えている。前記配線基板の第２面には複数の接続用電極が設けられている。前記プローブユニットは、第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有するプローブ基板と、前記プローブ基板の第２面に一体形成された複数のプローブとを有している。前記プローブ基板の第２面には複数の電極およびこの電極と前記プローブとを各々接続する複数の導電ラインが設けられている。ボンディングワイヤが前記プローブ基板の電極と前記配線基板の接続用電極とを接続している。

このような第１のプローブカードによる場合、プローブユニットのプローブ基板の第２面に複数のプローブがＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、該プローブユニットを配線基板の第２面に配設するだけで、複数のプローブを取り付けることができる。よって、プローブを一本ずつ実装するのと比べて、実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板の第２面上に複数のプローブがＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブの狭ピッチ間隔での配列及び高い位置精度での配置に対応することができる。また、前記プローブカードは、プローブユニットが半導体ウエハ上のチップに各々対応した構成である場合、同プローブユニットのプローブをチップの電極に各々接触させることにより、当該チップの電気的諸特性を一度に測定することができる。更に、複数のプローブがプローブ基板に一体的に形成されているので、プローブを基板に接続するための半田を必要としない。このため、本プローブカードは高温テストにも対応することができる。

記プローブユニットは、前記配線基板の第２面と前記プローブ基板の第１面とに固定された絶縁性を有する中継基板を有する構成とすることができる。

前記中継基板に複数の中継用電極が設けられている場合、前記ボンディングワイヤは、前記プローブ基板の電極と前記中継基板の中継用電極とを接続する第１のボンディングワイヤと、前記中継基板の中継用電極と前記配線基板の接続用電極とを接続する第２のボンディングワイヤとを有している。

本発明の第２のプローブカードは、第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有する配線基板と、前記配線基板の第２面に配設された複数のプローブユニットとを備えている。前記配線基板の第２面には複数の接続用電極が設けられている。前記プローブユニットは、第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有するプローブ基板と、前記プローブ基板の第２面に一体形成された複数のプローブとを有している。前記プローブ基板の第１面と第２面とを導通する貫通ビアが、前記プローブと前記配線基板の接続用電極とを接続している。

このような第２のプローブカードによる場合、プローブユニットのプローブ基板の第２面に複数のプローブがＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、該プローブユニットを配線基板の第２面に配設するだけで、複数のプローブを取り付けることができる。よって、プローブを一本ずつ実装するのと比べて、実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板の第２面上に複数のプローブがＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブの狭ピッチ間隔での配列及び高い位置精度での配置に対応することができる。また、前記プローブカードは、プローブユニットが半導体ウエハ上のチップに各々対応した構成である場合、同プローブユニットのプローブをチップの電極に各々接触させることにより、当該チップの電気的諸特性を一度に測定することができる。更に、複数のプローブがプローブ基板に一体的に形成されているので、プローブを基板に接続するための半田を必要としない。このため、本プローブカードは高温テストにも対応することができる。

前記プローブ基板の第２面には複数の電極およびこの電極と前記プローブとを各々接続する複数の導電ラインが設けられている場合、ボンディングワイヤが前記プローブ基板の電極と前記配線基板の接続用電極とを接続している。

本発明の第１の実施例に係るプローブカードの概略図であって、（ａ）が底面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図である。 上記プローブカードの図１中のα部分の拡大図である。 上記プローブカードの図２中のＢ−Ｂ断面図である。 上記プローブカードの図３中のβ部分の拡大図である。 上記プローブカードのプローブユニットの製造工程を示す模式的断面図であって、（ａ）は第１のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｂ）は第１の犠牲層を形成した工程を示す図、（ｃ）は第２のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｄ）は第２の犠牲層を形成した工程を示す図、（ｅ）は第３のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｆ）は第３の犠牲層を形成した工程を示す図である。 上記プローブカードのプローブユニットの図５の続きの製造工程を示す模式的断面図であって、（ａ）は第４のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｂ）は第４の犠牲層を形成した工程を示す図、（ｃ）は第５のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｄ）は第５の犠牲層を形成した工程を示す図、（ｅ）は第６のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｆ）は第６の犠牲層を形成した工程を示す図である。 上記プローブカードのプローブユニットの図６の続きの製造工程を示す模式的断面図であって、（ａ）は第７のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｂ）は第８のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図、（ｃ）は第９のレジストを塗布し、開口を形成し、該開口に導電材料を充填した工程を示す図である。 本発明の第２の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＣ−Ｃ断面図である。 本発明の第３の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第４の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＥ−Ｅ断面図である。 本発明の第５の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＦ−Ｆ断面図である。

以下、本発明の実施例１乃至４に係るプローブカードについて説明する。

まず、本発明の実施例１のプローブカードについて図１乃至図４を参照しつつ説明する。ここに掲げるプローブカードは、複数のプローブユニット１００ａ、ＳＴ（スペーストランスフォーマ）基板２００（配線基板）と、メイン基板３００と、複数の中継部材４００と、補強板５００と、支持部６００とを備えている。以下、詳しく説明する。

メイン基板３００としては周知のプリント基板を用いている。このメイン基板３００の下面には、図１（ｂ）に示すように、複数の電極３１０が設けられている。また、メイン基板３００の上面の外縁部には複数の外部電極３２０が設けられている。電極３１０と外部電極３２０とはメイン基板３００の上下面又は内部に設けられた導電ラインにより各々接続されている。

補強板５００はメイン基板３００よりも硬い板体（例えばステンレス鋼等の板体）である。この補強板５００は、図１（ｂ）に示すように、メイン基板３００の上面に複数のネジ７１０により取り付けられている。この補強板５００によりメイン基板３００の撓みが抑止される。

支持部６００は、図１（ａ）に示すように、リング状の部材である。支持部６００の後端部がメイン基板３００に取り付けられている。支持部６００の先端部６１０は、図１（ｂ）に示すように、内側に向けて突設されている。この先端部６１０がＳＴ基板２００の外周縁部を支持する。

ＳＴ基板２００はセラミックで構成された板体である。このＳＴ基板２００は、図１（ｂ）に示すように、支持部６００の先端部６１０に支持された状態で、ネジ７１０の先端部により押圧される。これにより、ＳＴ基板２００は、上面（第１面）がメイン基板３００に対して平行に間隔を空けて配置される。また、ＳＴ基板２００の下面（前記第１面の裏側の第２面）上には、図２及び図３に示すように、薄膜配線２１０が設けられている。また、ＳＴ基板２００の上面には複数の上側電極２２０が設けられている。薄膜配線２１０と上側電極２２０とはＳＴ基板２００の内部に設けられた貫通ビア２３０により接続されている。薄膜配線２１０上には、複数のプローブユニット１００ａが半導体ウエハ上に形成された全チップ１１のうち一部のチップ１１の位置(例えば、一列又は二列おきのチップ１１の位置）各々対応して配設されている。薄膜配線２１０のプローブユニット１００ａの両側部上には、図２及び図３に示すように、該薄膜配線２１０を通じて貫通ビア２３０に各々接続される複数の接続用電極２１１が形成されている。なお、図３においては、プローブユニット１００ａに対応する一つのチップ１１のみを示している。

各中継部材４００は、図１（ｂ）に示すように、略く字状の導電部材である。この中継部材４００がメイン基板３００の電極３１０とＳＴ基板２００の上側電極２２０との間に介在し、両者を接続する。

各プローブユニット１００ａは、プローブ基板１１０と、複数のプローブ１２０と、複数のボンディングワイヤ１３０とを有している。プローブ基板１１０は、図１（ａ）に示すように、シリコンウエハが略矩形のタイル状にダイシングされたものである。このプローブ基板１１０の上面（第１面）は、図３に示すように、半導体ウエハのチップ１１の位置に対応するようにＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に耐熱性樹脂１４０により固着されている。プローブ基板１１０の下面（第２面）上には、図４に示すように、酸化膜１１１が形成されている。このプローブ基板１１０の酸化膜１１１上に、図２に示すように、複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて一体的に形成されている。このプローブ１２０はプローブ基板１１０の酸化膜１１１上に四辺配置されている。また、プローブ基板１１０の下面上には、図２及び図３に示すように、複数の導電ライン１１２及び電極１１３が形成されている。導電ライン１１２は、プローブ１２０と電極１１３とを各々接続する。電極１１３は、ボンディングワイヤ１３０により接続用電極２１１に接続されている。

各プローブ１２０は、図４に示すように、約４５０μｍの高さ寸法を有するダブルビーム構造となっている。このプローブ１２０は、ベース部１２１と、下側ポスト１２２と、補強プレート１２３と、下側ビーム１２４と、２つの中間ポスト１２５と、上側ビーム１２６と、上側ポスト１２７と、土台１２８、接触部１２９とを有している。

ベース部１２１はプローブ基板１１０の酸化膜１１１に固定された直方体である。下側ポスト１２２はベース部１２１上に設けられた直方体である。この下側ポスト１２２は、幅寸法がベース部１２１の幅寸法と同じであり、高さ寸法がベース部１２１の高さ寸法よりも高く、長さ寸法がベース部１２１の長さ寸法よりも短くなっている。補強プレート１２３は下側ポスト１２２上に設けられた該下側ポスト１２２と同じ幅寸法を有する板状体であって、プローブ基板１１０に沿って平行に延びている。下側ビーム１２４は補強プレート１２３上に設けられた該補強プレート１２３と幅寸法が同じ板状体である。下側ビーム１２４の長さ寸法は、補強プレート１２３の長さ寸法よりも長く、下側ビーム１２４の厚み寸法は補強プレート１２３の厚み寸法よりも大きくなっている。中間ポスト１２５は下側ビーム１２４の長さ方向の両端部上に各々設けられた該下側ビーム１２４よりも小さい幅寸法を有する直方体である。上側ビーム１２６は中間ポスト１２５上に懸架された下側ビーム１２４と略同じ板状体である。上側ポスト１２７は上側ビーム１２６の長さ方向の一端部上に設けられた該上側ビーム１２６よりも幅寸法が小さい直方体である。土台１２８は上側ポスト１２７上に設けられた直方体である。接触部１２９は土台１２８上に設けられた突起である。この接触部１２９は、図３に示すように、チップ１１の電極１１ａに接触する部分である。すなわち、接触部１２９がチップ１１の電極１１の位置に対応するように、プローブ１２０がプローブ基板１１０の酸化膜１１１上に配置されている。

プローブ１２０の各部を構成する導電材料としては、同一の導電材料を用いても良いし、異なる導電材料を用いることも可能である。前者の例としては、ニッケル合金等の一つの導電材料により、ベース部１２１、下側ポスト１２２、補強プレート１２３、下側ビーム１２４、２つの中間ポスト１２５、上側ビーム１２６、上側ポスト１２７、土台１２８及び接触部１２９を構成する。後者の例としては、耐電流性を向上させるために、上側ビーム１２６のみ導電性の優れたＰｔ、ＲｈやＡｕ等の材料を用いることができるし、生産性を向上させるために、プローブ１２０の強度に影響しないベース部１２１、下側ポスト１２２、２つの中間ポスト１２５、上側ポスト１２７及び土台１２８を単純Ｎｉの高速めっき浴を用いて形成することも可能である。又は、機械特性を無視し、電流密度を上げるなどしてめっき速度を向上させることも可能である。

以下、プローブ１２０をプローブ基板１１０の酸化膜１１１上にＭＥＭＳ技術を用いて形成する工程（すなわち、プローブユニット１００ａの製造工程）について図５乃至図７を参照しつつ説明する。なお、ここでは、一つのプローブ１２０が形成される過程を説明するが、現実には複数のプローブ１２０が同時にプローブ基板１１０上に形成される。また、プローブ１２０の各部を構成する導電部材はニッケル合金等の同一材料を用いる。

まず、図５（ａ）に示すように、酸化膜１１１を上に向けた状態でプローブ基板１１０をセットする。そして、プローブ基板１１０の酸化膜１１１上に導電ライン１１２を周知の印刷技術により形成する。その後、プローブ基板１１０の酸化膜１１１上に第１のレジストＲ１を塗布し、この第１のレジストＲ１にマスクを用いて露光、現像を行い、該第１のレジストＲ１に開口Ｒ１１を形成する。その後、開口Ｒ１１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０のベース部１２１を作成する。その後、第１のレジストＲ１を周知の溶剤等を用いてプローブ基板１１０上から除去する。その後、図５（ｂ）に示すように、プローブ基板１１０上に銅埋め込みめっきを行い、プローブ基板１１０上にベース部１２１が埋設される第１の犠牲層Ｃ１を形成する。その後、第１の犠牲層Ｃ１の面上を研磨装置の研磨ヘッドに研磨させる。

その後、図５（ｃ）に示すように、第１の犠牲層Ｃ１上に第２のレジストＲ２を塗布し、この第２のレジストＲ２にマスクを用いて露光、現像を行い、該第２のレジストＲ２にベース部１２１が露出するように開口Ｒ２１を形成する。その後、開口Ｒ２１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の下側ポスト１２２をベース部１２１上に作成する。その後、第２のレジストＲ２を周知の溶剤等を用いて第１の犠牲層Ｃ１上から除去する。その後、図５（ｄ）に示すように、第１の犠牲層Ｃ１上に銅埋め込みめっきを行い、第１の犠牲層Ｃ１上に下側ポスト１２２が埋設される第２の犠牲層Ｃ２を形成する。その後、第２の犠牲層Ｃ２の面上を研磨装置の研磨ヘッドに研磨させる。なお、第１の犠牲層Ｃ１上に第２の犠牲層Ｃ２を形成することにより、第１、第２の犠牲層Ｃ１及びＣ２は一体化されるが、図５（ｄ）〜図５（ｆ）、図６及び図７においては説明の便宜上別体として示している。

その後、図５（ｅ）に示すように、第２の犠牲層Ｃ２上に第３のレジストＲ３を塗布し、この第３のレジストＲ３にマスクを用いて露光、現像を行い、該第３のレジストＲ３に下側ポスト１２２が露出するように開口Ｒ３１を形成する。その後、開口Ｒ３１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の補強プレート１２３を下側ポスト１２２上に作成する。その後、第３のレジストＲ３を周知の溶剤等を用いて第２の犠牲層Ｃ２上から除去する。その後、図５（ｆ）に示すように、第２の犠牲層Ｃ２上に銅埋め込みめっきを行い、第２の犠牲層Ｃ２上に補強プレート１２３が埋設される第３の犠牲層Ｃ３を形成する。その後、第３の犠牲層Ｃ３の面上を研磨装置の研磨ヘッドに研磨させる。なお、第２の犠牲層Ｃ２上に第３の犠牲層Ｃ３を形成することにより、第１、第２、第３の犠牲層Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は一体化されるが、図５（ｆ）、図６及び図７においては説明の便宜上別体として示している。

その後、図６（ａ）に示すように、第３の犠牲層Ｃ３上に第４のレジストＲ４を塗布し、この第４のレジストＲ４にマスクを用いて露光、現像を行い、該第４のレジストＲ４に補強プレート１２３が露出するように開口Ｒ４１を形成する。その後、開口Ｒ４１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の下側ビーム１２４を補強プレート１２３上に作成する。その後、第４のレジストＲ４を周知の溶剤等を用いて第３の犠牲層Ｃ３上から除去する。その後、図６（ｂ）に示すように、第３の犠牲層Ｃ３上に銅埋め込みめっきを行い、第３の犠牲層Ｃ３上に下側ビーム１２４が埋設される第４の犠牲層Ｃ４を形成する。その後、第４の犠牲層Ｃ４の面上を研磨装置の研磨ヘッドに研磨させる。なお、第３の犠牲層Ｃ３上に第４の犠牲層Ｃ４を形成することにより、第１、第２、第３、第４の犠牲層Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は一体化されるが、図６（ｂ）〜図６（ｆ）及び図７においては説明の便宜上別体として示している。

その後、図６（ｃ）に示すように、第４の犠牲層Ｃ４上に第５のレジストＲ５を塗布し、この第５のレジストＲ５にマスクを用いて露光、現像を行い、該第５のレジストＲ５に下側ビーム１２４の長さ方向の両端部が露出するように開口Ｒ５１、Ｒ５２を形成する。その後、開口Ｒ５１、Ｒ５２に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を各々充填し、プローブ１２０の中間ポスト１２５を下側ビーム１２４の前記両端部上に作成する。その後、第５のレジストＲ５を周知の溶剤等を用いて第４の犠牲層Ｃ４上から除去する。その後、図６（ｄ）に示すように、第４の犠牲層Ｃ４上に銅埋め込みめっきを行い、第４の犠牲層Ｃ４上に中間ポスト１２５が埋設される第５の犠牲層Ｃ５を形成する。その後、第５の犠牲層Ｃ５の面上を研磨装置の研磨ヘッドに研磨させる。なお、第４の犠牲層Ｃ４上に第５の犠牲層Ｃ５を形成することにより、第１、第２、第３、第４、第５の犠牲層Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５は一体化されるが、図６（ｄ）〜図６（ｆ）及び図７においては説明の便宜上別体として示している。

その後、図６（ｅ）に示すように、第５の犠牲層Ｃ５上に第６のレジストＲ６を塗布し、この第６のレジストＲ６にマスクを用いて露光、現像を行い、該第６のレジストＲ６に中間ポスト１２５が露出するように開口Ｒ６１を形成する。その後、開口Ｒ６１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の上側ビーム１２６を中間ポスト１２５に懸架するように作成する。その後、第６のレジストＲ６を周知の溶剤等を用いて第５の犠牲層Ｃ５上から除去する。その後、図６（ｆ）に示すように、第５の犠牲層Ｃ５上に銅埋め込みめっきを行い、第５の犠牲層Ｃ５上に上側ビーム１２６が埋設される第６の犠牲層Ｃ６を形成する。その後、第６の犠牲層Ｃ６の面上を研磨装置の研磨ヘッドに研磨させる。なお、第５の犠牲層Ｃ５上に第６の犠牲層Ｃ６を形成することにより、第１、第２、第３、第４、第５、第６の犠牲層Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６は一体化されるが、図６（ｆ）及び図７においては説明の便宜上別体として示している。

その後、図７（ａ）に示すように、第６の犠牲層Ｃ６上に第７のレジストＲ７を塗布し、この第７のレジストＲ７にマスクを用いて露光、現像を行い、該第７のレジストＲ７に上側ビーム１２６の一端部が露出するように開口Ｒ７１を形成する。その後、開口Ｒ７１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の上側ポスト１２７を上側ビーム１２６の一端部上に作成する。その後、図７（ｂ）に示すように、第７のレジストＲ７上に第８のレジストＲ８を塗布し、この第８のレジストＲ８にマスクを用いて露光、現像を行い、該第８のレジストＲ８に上側ポスト１２７が露出するように開口Ｒ８１を形成する。その後、開口Ｒ８１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の土台１２８を上側ポスト１２７上に作成する。その後、図７（ｃ）に示すように、第８のレジストＲ８上に第９のレジストＲ９を塗布し、この第９のレジストＲ９にマスクを用いて露光、現像を行い、該第９のレジストＲ９に土台１２８が露出するように開口Ｒ９１を形成する。その後、開口Ｒ９１に電解めっきによりニッケル合金等の導電材料を充填し、プローブ１２０の接触部１２９を土台１２８上に作成する。

その後、第７、第８、第９のレジストＲ７、Ｒ８、Ｒ９を周知の溶剤等を用いて除去する。その後、周知の犠牲層除去液を用いたウエットエッチングを行い、第１の犠牲層Ｃ１〜第６の犠牲層Ｃ６を除去する。

このように製造されたプローブユニット１００ａのプローブ基板１１０の上面に耐熱性樹脂１４０を塗布する。その後、位置調整機構のバキュームによりプローブ基板１１０の下面中央部を吸着させる。この状態で、位置調整機構の駆動部によりバキュームを動作させ、プローブ基板１１０をＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に半導体ウエハのチップ１１に配置に応じて接着させる（例えば、一列又は二列おきのチップ１１の配置に応じて接着させる）。その後、ボンディング装置によりボンディングワイヤ１３０をプローブ基板１１０の電極１１３とＳＴ基板２００の接続用電極２１１とに各々接続する。以上の工程を繰り返すことにより、全プローブユニット１００ａを半導体ウエハのチップ１１に各々対応するようにＳＴ基板２００に取り付ける。

その後、ＳＴ基板２００の外周縁部を支持部６００の先端部６１０上に載置する。その一方で、メイン基板３００に補強板５００をネジ７１０により取り付ける。その後、メイン基板３００に支持部６００を取り付ける。このとき、ＳＴ基板２００の上側電極２２０とメイン基板３００の電極３１０との間に中継部材４００を各々介在させる。その後、ネジ７１０を回転させ、該ネジ７１０の先端部によりＳＴ基板２００を押圧する。これにより、ＳＴ基板２００のメイン基板３００に対する平行度が調整される。

このように組み立てられたプローブカードは、テスターのプローバに取り付けられ、半導体ウエハのチップ１１の電気的諸特性を各々測定するのに使用される。具体的には、本プローブカードのプローブユニット１００ａを半導体ウエハのチップ１１上に各々位置するように配置し、この状態で同プローブカードと半導体ウエハとを相対的に接近させる。すると、同プローブカードのプローブユニット１００ａのプローブ１２０の接触部１２９が、半導体ウエハのチップ１１の電極１１ａに各々接触し、チップ１１の電気的諸特性が各々測定される。

以上のようなプローブカードによる場合、プローブユニット１００ａの複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体的に形成されたプローブ基板１１０をＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に耐熱性樹脂１４０で固着した構成となっているので、プローブ１２０の実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板１１０の下面上に複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブ１２０を６０μｍ以下の狭ピッチ間隔で且つ高い位置精度で配列することができる。更に、複数のプローブ１２０がプローブ基板１１０に一体的に形成されていることから、プローブ１２０をプローブ基板１１０に接続するための半田を必要としない。また、プローブ基板１１０は耐熱性樹脂１４０によりＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に固着されている。よって、本プローブカードは１６０℃以上の高温テストにも対応することができる。

また、プローブ１２０がダブルビーム構造となっていることから、スクラブ量を抑えることができ、且つ必要なオーバードライブ量（１２０μｍ以上）を確保することができる。また、フォトリソグラフィ・導電めっき、銅埋め込みめっき、研磨を繰り返すことにより、約４５０μｍの高さ寸法を有するプローブ１２０を１０層の層構成で作成することができる。このように積層工程低減することができるので、信頼性の向上や工期の短縮を図ることができる。

以下、本発明の実施例２に係るプローブカードについて図８を参照しつつ説明する。図８は本発明の第２の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＣ−Ｃ断面図である。

図８に示すプローブカードは、プローブユニット１００ｂの構成がプローブユニット１００ａの構成と相違している以外、実施例１のプローブカードと同じである。よって、その相違点についてのみ詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。

プローブユニット１００ｂは、プローブ基板１１０の上面に耐熱性樹脂１４０により取り付けられた中継基板１５０を更に有している。この中継基板１５０は低熱膨張製の金属（例えば、４２アロイ）やセラミック基板等で構成されている。本実施例２では、プローブ基板１１０ではなく、中継基板１５０がＳＴ基板２００の薄膜配線２１０上に樹脂（耐熱性樹脂１４０と同様のものを用いても良い。）又はネジを用いて固着されている。ネジ止めしておけば、プローブユニット１００ｂの交換が可能になる。

このようなプローブカードによる場合も、プローブユニット１００ｂの複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体的に形成されたプローブ基板１１０を耐熱性樹脂１４０で中継基板１５０に固着し、該中継基板１５０をＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に樹脂又はネジで固着した構成となっているので、プローブ１２０の実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板１１０の下面に複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブ１２０を６０μｍ以下の狭ピッチ間隔で且つ高い位置精度で配列することができる。更に、複数のプローブ１２０がプローブ基板１１０に一体的に形成されていることから、プローブ１２０をプローブ基板１１０に接続するための半田を必要としない。また、プローブ基板１１０は耐熱性樹脂１４０によりＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に固着されている。よって、本プローブカードは１６０℃以上の高温テストにも対応することができる。

以下、本発明の実施例３に係るプローブカードについて図９を参照しつつ説明する。図９は本発明の第３の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＤ−Ｄ断面図である。

図９に示すプローブカードは、プローブユニット１００ｃの中継基板１５０’がプローブユニット１００ｂの中継基板１５０と相違すると共に、プローブユニット１００ｃが複数のボンディングワイヤ１３０ではなく、複数のボンディングワイヤ１３１、１３２を有している点で相違する以外、実施例２のプローブカードと同じである。よって、その相違点についてのみ詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、中継基板については実施例２の中継基板１５０と区別するために、符号の後端に’を付している。

プローブ基板１１０または中継基板１５０’は厚み寸法が中継基板１５０よりも厚い。本実施例３では、中継基板１５０’の厚み寸法は、０.１〜１ｍｍとなっている。中継基板１５０’の両端部上には、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、複数の中継用電極１５１’が設けられている。ボンディングワイヤ１３１は、プローブ基板１１０の電極１１３と中継用電極１５１’とを各々接続する。ボンディングワイヤ１３２は、中継用電極１５１’とＳＴ基板２００の接続用電極２１１とを各々接続する。すなわち、中継基板１５０’の厚み寸法が厚いため、２つのボンディングワイヤ１３１、１３２を用いている。

このようなプローブカードによる場合も、プローブユニット１００ｃの複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体的に形成されたプローブ基板１１０を耐熱性樹脂１４０で中継基板１５０’に固着し、該中継基板１５０’をＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に樹脂又はネジで固着した構成となっているので、プローブ１２０の実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板１１０の下面に複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブ１２０を６０μｍ以下の狭ピッチ間隔で且つ高い位置精度で配列することができる。更に、複数のプローブ１２０がプローブ基板１１０に一体的に形成されていることから、プローブ１２０をプローブ基板１１０に接続するための半田を必要としない。また、プローブ基板１１０は耐熱性樹脂１４０によりＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に固着されている。よって、本プローブカードは１６０℃以上の高温テストにも対応することができる。

以下、本発明の実施例４に係るプローブカードについて図１０を参照しつつ説明する。図１０は本発明の第４の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＥ−Ｅ断面図である。

図１０に示すプローブカードは、プローブユニット１００ｄの構成がプローブユニット１００ａの構成と相違しており且つＳＴ基板２００’の構成がＳＴ基板２００の構成と相違している以外、実施例１のプローブカードと同じである。よって、その相違点についてのみ詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、ＳＴ基板及びプローブ基板については実施例１のＳＴ基板及びプローブ基板と区別するために、符号の後端に’を付している。

プローブユニット１００ｄのプローブ基板１１０’は、電極１１３が省略されている。また、プローブ基板１１０’の内部には複数の貫通ビア１１４’が設けられている。この貫通ビア１１４’が、プローブ１２０に接続された導電ライン１１２’と接続用電極２１１とを各々接続する。貫通ビア１１４と接続用電極２１１は、Ａｕスタッドバンプを用いて圧着するか、金錫接合を用いるとよい。その後、アンダーフィル剤として接着剤を使用する。

ＳＴ基板２００’の下面中央部には、図１０（ｂ）に示すように、接続用電極２１１’がプローブユニット１００ｄの貫通ビア１１４’の配置に応じて配列されている。すなわち、プローブ基板１１０’がＳＴ基板２００’の薄膜配線２１０’上に固着された状態で、接続用電極２１１’が貫通ビア１１４’に各々接触して接続される。

このようなプローブカードによる場合も、プローブユニット１００ｄの複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体的に形成されたプローブ基板１１０’をＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に耐熱性樹脂１４０で固着した構成となっているので、プローブ１２０の実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板１１０’の下面に複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブ１２０を６０μｍ以下の狭ピッチ間隔で且つ高い位置精度で配列することができる。更に、複数のプローブ１２０がプローブ基板１１０’に一体的に形成されていることから、プローブ１２０をプローブ基板１１０’に接続するための半田を必要としない。また、プローブ基板１１０’は耐熱性樹脂１４０によりＳＴ基板２００の薄膜配線２１０に固着されている。よって、本プローブカードは１６０℃以上の高温テストにも対応することができる。更に、プローブ基板１１０’上のプローブ１２０の配置密度が高く、プローブ基板１１０’上に導電ライン１１２’を引き回すことが困難な場合であっても、貫通ビア１１４’を用いることにより、導電ライン１１２’の引き回量を低減し、プローブ１２０に接続された導電ライン１１２と接続用電極２１１’とを各々接続させることができる。

以下、本発明の実施例５に係るプローブカードについて図１１を参照しつつ説明する。図１１は本発明の第５の実施例に係るプローブカードのプローブユニットの概略図であって、（ａ）が部分底面図、（ｂ）がＦ−Ｆ断面図である。

図１１に示すプローブカードは、プローブユニット１００ｅの構成がプローブユニット１００ａの構成と相違しており且つＳＴ基板２００’’の構成がＳＴ基板２００の構成と相違している以外、実施例１のプローブカードと同じである。よって、その相違点についてのみ詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。ＳＴ基板及びプローブ基板については実施例１のＳＴ基板及びプローブ基板と区別するために、符号の後端に’を付している。

プローブユニット１００ｅのプローブ基板１１０’’は、導電ライン１１２’’及び電極１１３’’に加えて、該プローブ基板１１０’の内部に複数の貫通ビア１１４’’が設けられている。複数の導電ライン１１２’’のうち一部の導電ライン１１２’’は、複数のプローブ１２０のうちの一部のプローブ１２０と電極１１３’’とを各々接続している。残りの導電ライン１１２’’は、残りのプローブ１２０と貫通ビア１１４’’とを各々接続している。

ＳＴ基板２００’’の下面上は、図１１（ｂ）に示すように、接続用電極２１１’が両端部だけでなく、中央部にも設けられている。中央部の接続用電極２１１’’は、プローブユニット１００ｅの貫通ビア１１４’’の配置に応じて配置されている。すなわち、プローブ基板１１０’’がＳＴ基板２００’’の薄膜配線２１０’’上に固着された状態で、中央部の接続用電極２１１’’が貫通ビア１１４’’に接触し接続される。また、両端部の接続用電極２１１’’と電極１１３’’とはボンディングワイヤ１３０により各々接続される。

このようなプローブカードによる場合も、プローブユニット１００ｅの複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体的に形成されたプローブ基板１１０’’をＳＴ基板２００’’の薄膜配線２１０’’に耐熱性樹脂１４０で固着した構成となっているので、プローブ１２０の実装時間を短縮することができる。また、プローブ基板１１０’’の下面に複数のプローブ１２０がＭＥＭＳ技術により一体形成されているので、プローブ１２０を６０μｍ以下の狭ピッチ間隔で且つ高い位置精度で配列することができる。更に、複数のプローブ１２０がプローブ基板１１０’’に一体的に形成されていることから、プローブ１２０をプローブ基板１１０’’に接続するための半田を必要としない。また、プローブ基板１１０’’は耐熱性樹脂１４０によりＳＴ基板２００’’の薄膜配線２１０’’に固着されている。よって、本プローブカードは１６０℃以上の高温テストにも対応することができる。更に、プローブ基板１１０’’上のプローブ１２０の配置密度が非常に高い場合であっても、導電ライン１１２’’、電極１１３’’及びボンディングワイヤ１３０と、導電ライン１１２’’及び貫通ビア１１４’’との双方を用いて、プローブ１２０と接続用電極２１１’’とを各々接続することができる。

なお、上述したプローブカードは、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の範囲において任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく述べる。

上記実施例では、プローブユニット１００ａ〜１００ｅは樹脂又はネジによりＳＴ基板に固着されるとしたが、その他の固着手段を用いて固着させることが可能である。また、プローブユニット１００ａ〜１００ｅは、半導体ウエハのチップ１１に対応するものであるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、プローブユニット１００ａ〜１００ｅをチップ１１の複数の領域に各々対応させるように配置することも可能である。

プローブ１２０は、上記実施例において一例を示したものであって、該実施例の形状に限定されるものではない。また、プローブ１２０はプローブ基板上に四辺配置されているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、プローブをプローブ基板上に二辺配置するようにしても構わない。

上記実施例では、ＳＴ基板については、薄膜配線が設けられているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ＳＴ基板の面上に薄膜配線を設けるか否かは任意である。なお、ＳＴ基板はメイン基板に略平行に間隔を空けて配置され、両表面に設けられた上側電極と下側電極とが導通している配線基板であればよく、その構成は任意に設計変更可能である。

中継部材４００は、メイン基板と配線基板との間を接続し得るものであれば良い。例えば、スプリングピンや針状のプローブ等を用いることが可能である。

なお、上記実施の形態では、プローブカードの各部を構成する素材、形状や寸法等はその一例を説明したものであって、同様の機能を実現し得る限り任意に設計変更することが可能である。

１００ａ・・プローブユニット
１１０・・プローブ基板
１１２・導電ライン
１１３・電極
１２０・・プローブ
１３０・・ボンディングワイヤ
１４０・・樹脂
２００・・・ＳＴ基板（配線基板）
２１０・・薄膜配線
２１１・接続用電極
２２０・・上側電極
２３０・・貫通ビア
３００・・・メイン基板
４００・・・中継部材
５００・・・補強板
１００ｂ・・プローブユニット
１１０・・プローブ基板
１１２・導電ライン
１１３・電極
１２０・・プローブ
１３０・・ボンディングワイヤ
１５０・・中継基板
１００ｃ・・プローブユニット
１１０・・プローブ基板
１１２・導電ライン
１１３・電極
１２０・・プローブ
１３１・・ボンディングワイヤ（第１のボンディングワイヤ）
１３２・・ボンディングワイヤ（第２のボンディングワイヤ）
１４０・・樹脂
１５０・・中継基板
１５１・中継用電極
１００ｄ・・プローブユニット
１１０’・プローブ基板
１１２’・導電ライン
１１４’・貫通ビア
１２０・・プローブ
２００’・・ＳＴ基板（配線基板）
２１０’・薄膜配線
２１１’・接続用電極
２２０’・上側電極
２３０’・貫通ビア２２０
１００ｅ・・プローブユニット
１１０’’・プローブ基板
１１２’’・導電ライン
１１３’’・電極
１１４’’・貫通ビア
１２０・・プローブ
１３０・・ボンディングワイヤ
２００’’・・ＳＴ基板（配線基板）
２１０’’・薄膜配線
２１１’・接続用電極
２２０’’・上側電極
２３０’’・貫通ビア２２０

Claims (5)

1. 第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有する配線基板と、
   前記配線基板の第２面に配設された複数のプローブユニットとを備えており、
   前記配線基板の第２面には複数の接続用電極が設けられており、
   前記プローブユニットは、第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有するプローブ基板と、
   前記プローブ基板の第２面に一体形成された複数のプローブとを有しており、
   前記プローブ基板の第２面には複数の電極およびこの電極と前記プローブとを各々接続する複数の導電ラインが設けられており、
   ボンディングワイヤが前記プローブ基板の電極と前記配線基板の接続用電極とを接続していることを特徴とするプローブカード。
2. 請求項１記載のプローブカードにおいて、
   前記プローブユニットは、前記配線基板の第２面と前記プローブ基板の第１面とに固定された絶縁性を有する中継基板を有していることを特徴とするプローブカード。
3. 請求項２記載のプローブカードにおいて、
   前記中継基板には複数の中継用電極が設けられており、
   前記ボンディングワイヤは、前記プローブ基板の電極と前記中継基板の中継用電極とを接続する第１のボンディングワイヤと、
   前記中継基板の中継用電極と前記配線基板の接続用電極とを接続する第２のボンディングワイヤとを有していることを特徴とするプローブカード。
4. 第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有する配線基板と、
   前記配線基板の第２面に配設された複数のプローブユニットとを備えており、
   前記配線基板の第２面には複数の接続用電極が設けられており、
   前記プローブユニットは、第１面及びこの第１面の裏側の第２面を有するプローブ基板と、
   前記プローブ基板の第２面に一体形成された複数のプローブとを有しており、
   前記プローブ基板の第１面と第２面とを導通する貫通ビアが、前記プローブと前記配線基板の接続用電極とを接続していることを特徴とするプローブカード。
5. 請求項４記載のプローブカードにおいて、
   前記プローブ基板の第２面には複数の電極およびこの電極と前記プローブとを各々接続する複数の導電ラインが設けられており、
   ボンディングワイヤが前記プローブ基板の電極と前記配線基板の接続用電極とを接続していることを特徴とするプローブカード。