JP2013029432A - プローブ針 - Google Patents

Abstract

【課題】
実施形態は、パッド部と接触容易なプローブ針を提供する。
【解決手段】
本実施形態のプローブ針１００は、半導体装置の検査に用いられるプローブ針１００であって、前記半導体装置内のパッドと接触する面を含む端子部１０（１０ａ、１０ｂ）と、前記端子部１０（１０ａ、１０ｂ）と一体に接続され、前記端子部を支持する支持部２０とを備えることを特徴とする。
また、本実施形態のプローブ針１００は、前記端子部２０は第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面は、前記第２の面と異なる方向に延びるようにしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体装置の電気的特性の測定に使用するプローバが具備するプローブ針に関する。

半導体装置の高速化や大容量化、構造の複雑化に伴い、半導体装置の端子の数は著しく増加する。このため、半導体特性評価時に半導体装置にＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いて作成するパッドの数も同様に増加してきており、これに対応するために、例えばパッド電極の大きさを小さくしたり、パッド電極のピッチを狭めたりする必要がある。

半導体装置の特性評価時において、各パッドにプローブ針を押し当て、半導体装置の回路特性を検査する検査工程が広く実施されている。

特開平８−２８５８７２号公報

実施形態は、パッド部と接触容易なプローブ針を提供する。

本実施形態のプローブ針によれば、半導体装置の検査に用いられるプローブ針であって、前記半導体装置内のパッドと接触する面を含む端子部と、前記端子部と一体に接続され、前記端子部を支持する支持部とを備えることを特徴とする。

第１実施形態のプローブ針を示す斜視図。 図１のＡ−Ａ断面を示す図。 第１実施形態の半導体評価方法を示すフローチャート図。 図４（ａ）は、第１実施形態の半導体評価方法のうち、ステップＳ３を示す上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。 図５（ａ）は、第１実施形態の半導体評価方法のうち、ステップＳ４を示す上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。 比較例のプローブ針を示す斜視図。 比較例のパッドを示す上面図。 第２実施形態のプローブ針及びパッドを示す斜視図。 第３実施形態のプローブ針及びパッドを示す斜視図。

本実施形態のプローブ針は、半導体装置内のパッドに接触する部分を面を有する。そのため、プローブ針の先端が棒形状である比較例と比べて、本実施形態のプローブ針は、半導体装置のパッドにより接触しやすくなる。したがって、パッド部と接触容易なプローブ針を提供できる。

以下、具体的に本実施形態のプローブ針について、説明する。

（第１実施形態）
次に、第１の実施形態ついて図面を参照しながら説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。

［プローブ針の構成］
第１の実施形態に係るプローブ針について、図１、図２を用いて説明する。

図１に示すように、プローブ針１００は、半導体装置のパッドに接触する端子部１０と、端子部を支える支持部２０を有する。この支持部２０は、端子部１０に接続する。

＜端子部＞
端子部１０は、半導体装置内の例えば配線を計測する場合には、この配線上に形成されたパッドに接触する。端子部１０がパッドに接触することで、例えば配線に印加された電圧を計測できる。

端子部１０の形状は、図１に示すように、いわゆる十字形状を有する。この十字形状は、支持部２０の延びる方向に対して直交する平面に形成される。なお、本実施形態では、支持部２０の延びる方向に対して直交する平面に十字形状を形成したが、これに限定されない。

図１及び図２に示すように、端子部１０は、面（第１の面、第２の面）を有する。端子部１０は、第１の面を有する第１の部分１０ａと、第２の面を有する第２の部分１０ｂを備える。第１の部分１０ａは、第２の部分１０ｂと支持部２０の直下で接続される。第１の部分１０ａは、第２の部分１０ｂとは異なる方向に延びる。その結果、端子部１０をパッドに接触する際に、第１の面及び第２の面はパッドに係合しやすくなる。

＜支持部＞
支持部２０は、プローブ針１００の端子部１０を支持する機能を有する。端子部１０により形成される平面に対して直交する方向に延びる。

［半導体評価方法］
本実施形態の半導体評価方法について、図３乃至図５を用いて説明する。説明の便宜上、配線上にパッドを形成して、パッドを介して信号の特性を評価する例を用いて説明する。なお、本実施形態の半導体評価方法では、評価対象である配線上に絶縁膜が形成されており、その絶縁膜上に保護膜（例えば、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）が形成されている。

図３のステップＳ１で、エッチング工程により、保護膜を除去する。例えばドライエッチング（ＲＩＥ）工程により、保護膜を除去する。保護膜を除去すると、表面に絶縁膜３０が露出する。

ステップＳ２で、ＣＡＤデータ（設計データ）との位置合わせを行う。その結果、評価対象である配線の場所を特定する。

ステップＳ３で、ステップＳ２で特定された配線４０が露出するように、図４に示すように、ＦＩＢトレンチ加工により絶縁膜３０に所望の場所にトレンチ５０を形成する。具体的には、所望の場所にＦＩＢガス（ガリウムレーザ）を照射して、絶縁膜３０を除去する。なお、図４（ａ）は、第１実施形態の半導体評価方法のうち、ステップＳ３を示す上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。

ステップＳ４でトレンチ５０に金属膜を充填し、図５に示すようなパッド６０を形成する。なお、図５（ａ）は、第１実施形態の半導体評価方法のうち、ステップＳ４を示す上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。

ステップＳ５で、ステップＳ４で形成されたパッド６０に対して、図１に示すようなプローブ針１００を挟み、配線の信号を例えばオシロスコープで測定し評価する。

［本実施形態の効果］
以上より、パッド部と接触容易なプローブ針を提供できる。比較例を挙げて説明する。

（比較例）
比較例のプローブ針２００では、図６に示すように、端子部２１０が針形状である。支持部２２０は、支持部２０と同様に、端子部２１０を支持する機能を有する。比較例のパッド２６０ａ、２６０ｂは、図７に示すように、十字形状を有する。

比較例のパッド２６０ａ，２６０ｂに対して、比較例のプローブ針２００を引っ掛けて、配線の信号を例えばオシロスコープで測定し評価する。

しかしながら、比較例のプローブ針２００の端子部２１０は針の形状であるため、パッド２６０ａ，２６０ｂと接触しても、端子部２１０がずれやすく、パッド２６０ａ，２６０ｂと離れる可能性がある。その結果、安定的にプローブ針２００とパッド２６０ａ，２６０ｂを接触させることが困難である。

また、比較例のパッド２６０ａ，２６０ｂは十字形状である。パッド２６０ａ，２６０ｂを形成するためには、ＣＡＤデータとの位置合わせを行い、ＦＩＢトレンチ加工を行い、パッド２６０ａを形成した後に、パッド２６０ｂについても同様に、ＣＡＤデータとの位置合わせやＦＩＢトレンチ加工等を行う必要がある。

その結果、パッド２６０ａ，２６０ｂを形成する時間が長くなり、半導体評価時間が増大する。

これに対して、本実施形態のパッド６０は、十字形状ではなく、１度ＣＡＤデータとの位置合わせを行い、ＦＩＢトレンチ加工等を行うだけでよく、複数回のＣＡＤデータとの位置合わせ等を行う必要がない。その結果、本実施形態のパッド６０の形成する時間は、比較例のパッド２６０ａ、２６０ｂを形成する時間よりも短くでき、半導体評価時間の増大を防止できる。

また、本実施形態のプローブ針１００の端子部１０は、２つの面を有する。この２つの面でパッド６０を挟み、配線の信号を例えばオシロスコープで測定し評価する。その結果、比較例のプローブ針と比較して、本実施形態のプローブ針１００は、安定的にパッド６０と接触できる。

（第２実施形態）
次に第２実施形態について、図８の斜視図を用いて説明する。

第２実施形態のプローブ針３００は、第１実施形態のプローブ針１００に対して、端子部３１０の形状の点で相違する。また、第２実施形態のパッド３６０の形状は、第１実施形態のパッド６０の形状と相違する。

プローブ針３００の端子部３１０と、パッド３６０の形状が第１実施形態と相違するが、それら以外は、第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

［プローブ針の端子部］
図８に示すように、端子部３１０は円弧形状を有する。この円弧形状は、後述するパッド３６０の形状と係合する形状である。なお、図８では、端子部３１０の形状は、ドーナツ形状のうち半分に該当する部分で構成されているが、これに限定されることなく、円弧形状であればよく、パッド３６０の形状と係合する形状であればいかなる形状でもよい。

［パッド］
パッド３６０は、円盤状のパッドを有する。この円盤状のパッド３６０と端子部３１０は係合する。

［第２実施形態の効果］
以上より、第２実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。具体的には、第２実施形態のプローブ針３６０は、円盤状のパッド３６０と係合して、配線の信号を例えばオシロスコープで測定し評価する。その結果、比較例のプローブ針と比較して、本実施形態のプローブ針３００は、安定的にパッド３６０と接触できる。

また、比較例のプローブ針と比較して、本実施形態のプローブ針３００は、安定的にパッド３６０と接触できる。

（第３実施形態）
次に第３実施形態について、図９の斜視図を用いて説明する。

第２実施形態のプローブ針４００は、第１実施形態のプローブ針１００に対して、端子部４１０の形状の点で相違する。また、第２実施形態のパッド４６０の形状は、第１実施形態のパッド６０の形状と相違する。

プローブ針４００の端子部４１０と、パッド４６０が第１実施形態と相違するが、それら以外は、第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

［プローブ針の端子部］
図９に示すように、端子部４１０はコ字型形状を有する。このコ字型形状は、後述するパッド４６０の形状と係合する形状である。なお、端子部４１０の形状は、図９の形状に限定されることなく、端子部４１０とパッド４６０の形状が係合する形状であればいかなる形状でもよい。

［パッド］
パッド４６０は、第１実施形態及び第２実施形態と相違して、既に配線に設けられたパターンである。すなわち、パッド４６０は、配線４０の一部に接続されている。配線を形成する工程で、パッド４６０も同時に形成する。配線のレイアウトパターンに、パッド４６０の形状も含まれる。

このパッド４６０は、端子部４１０と係合する形状である。

［第３実施形態の効果］
以上より、第３実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。具体的には、第２実施形態のプローブ針４６０は、コ字型のパッド４６０と係合して、配線の信号を例えばオシロスコープで測定し評価する。その結果、比較例のプローブ針と比較して、本実施形態のプローブ針４００は、安定的にパッド４６０と接触できる。

また、比較例のプローブ針と比較して、本実施形態のプローブ針４００は、安定的にパッド４６０と接触できる。さらに、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、本実施形態は、パッドを形成する工程を削減できる。

なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。

１０…端子部
２０…支持部
３０…絶縁膜
４０…配線
５０…トレンチ
６０…パッド

Claims (5)

1. 半導体装置の検査に用いられるプローブ針であって、
   前記半導体装置内のパッドと接触する面を含む端子部と、
   前記端子部と一体に接続され、前記端子部を支持する支持部と
   を備えることを特徴とするプローブ針。
2. 前記端子部は第１の面及び第２の面を有し、
   前記第１の面は、前記第２の面と異なる方向に延びる
   ことを特徴とする請求項１記載のプローブ針。
3. 前記端子部は、前記支持部の上方から眺めると、十字形状となることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプローブ針。
4. 前記端子部は、前記パッドの上面と係合する面を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプローブ針。
5. 前記端子部は、前記パッドを挟み込む形状を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプローブ針。

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