JP3100097B2

JP3100097B2 - プローバ用コンタクタ

Info

Publication number: JP3100097B2
Application number: JP05113690A
Authority: JP
Inventors: 昌彦松土
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH06300783A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プローバ用コンタクタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＬＳＩ等の半導体デバイス素
子の製造工程においては、ウエハプロセスが終了して半
導体ウエハ（以下「ウエハ」という）上にＩＣチップ等
が形成された後、パターンのショートやオープン、チッ
プの各種特性を調べるために、プローバとも呼ばれるプ
ローブ装置によって、プローブテストと称される電気的
特性の検査が行われ、チップの良否が判別されている。
その後、上記ウエハはチップ毎に分断されてから、良品
のチップがパッケージされ、さらに所定の検査が行わ
れ、最終製品の良否が判定されてから出荷されている。

【０００３】ここでウエハ状態のときに上記プローブテ
ストを行って電気的特性を調べるには、プローバの載置
台に上に載置されたウエハ上の測定パッドに対して、プ
ローバに設けられているプローブカードに配設された、
例えばプローブ針やバンプによって構成されるタングス
テン（Ｗ）製のコンタクタを電気的に接触させ、さらに
上記プローブカードをコンタクトリングを介してテスト
ヘッドに電気的に接触させることによって、所定の試験
信号を各チップに対して送り、その応答を監視すること
により実施されるのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来のコンタ
クタは、特にノイズ対策が施されておらず、そのため従
来のコンタクタを使用して例えば高周波試験を必要とす
る検査対象を測定した場合には、ノイズや信号間のクロ
ストークによって正確な測定ができないという問題があ
った。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、上記のノイズの影響や信号間のクロストークなど
を防止して、正確な測定が行えるプローバ用コンタクタ
を提供して、上記問題の解決を図ることを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、請
求項１において、半導体素子のテストを行うプローバに
使用され、当該半導体素子の被接触部に接触させて電気
的接続を行うための導電性を有する針状のコンタクタに
おいて、導電性を有する針状のコンタクタ本体は、導電
性ポリマの線材からなり、当該コンタクタ本体外周に少
なくともその接触部を除いて第１の絶縁膜を設け、さら
に当該第１の絶縁膜の外周に導電膜を設け、またさらに
当該導電膜の外周にも第２の絶縁膜を設け、前記導電膜
は接地したことを特徴とする構成を採った。

【０００７】導電性ポリマの例としては、請求項２に記
載したように、例えば共役二重結合を主鎖とするポリア
セチレンを始めとして、ポリフエニリン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリキノリン、ポリピリジンを挙
げることができる。

【０００８】

【作用】コンタクタ本体は導電性を有しており、その外
周に第１の絶縁膜を介して導電膜が設けられ、またこの
導電膜は接地されているから、当該導電膜はシールドの
機能を有し、ノイズや信号間のクロストークは当該導電
膜によって遮断される。それゆえ、コンタクタ本体を流
れる信号電流は、これらノイズや信号間のクロストーク
の影響は受けない。従ってノイズがあっても、正確な測
定が行え、また信号間のクロストークも防止される。

【０００９】また上記導電膜の外周には、さらに第２の
絶縁膜が設けられているので、例えば測定の際にコンタ
クタがしなったり、撓んだりして他のコンタクタと接触
しても、その影響は受けないものである。導電膜自体は
接地されているので、他のコンタクタの導電膜相互が接
触しても、通常はコンタクタ本体に流れる信号電流には
影響がないと考えられるが、この種のコンタクタ本体に
流れる信号電流は極めて微弱なものであり、導電膜相互
の接触に伴って僅かでもインピーダンスが変化すると、
そのときの影響は無視できない。この点本発明では、上
記のように導電膜の外周にもさらに第２の絶縁膜が設け
られているから、そのようなインピーダンスの変化はな
いものである。

【００１０】そして針状のコンタクタ本体に導電性ポリ
マを使用しているが、この種の導電性ポリマは、温度変
化に対する導電率の変化が極めて微小であり、その結果
本発明によれば、従来のタングステン（Ｗ）からなるコ
ンタクタにおいてみられた、温度上昇に伴って抵抗値が
増大して正確な測定が難しかった点についても、これを
大きく改善している。また導電性ポリマは、従来のタン
グステン（Ｗ）よりも軽量でかつ弾性が良好であり、半
導体素子の被接触部に対する接触圧の変化にもスムーズ
に追随でき、耐久性も向上し、極めて安定した接触状態
の維持が図れる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明すると、図１は、プローバの主要構成部分であるプ
ローブカード１の構造を側面から示しており、このプロ
ーブカード１は、略円盤形状のプリント基板１０と、こ
のプリント基板１０の中心部から垂直下方方向に設けら
れているガイド部材２０、当該ガイド部材２０によって
保持、案内される線材形状の多数の垂直型のプローブ針
３０によって構成されている。

【００１２】上記ガイド部材２０は、各々中心に挿入口
を有する上部ブロック２１、中間ブロック２２、下部ブ
ロック２３が順次固着された構造を有している。これら
各上部ブロック２１、中間ブロック２２並びに下部ブロ
ック２３の固着に当たっては、例えばボルト等による締
付固定によってもよく、また適宜の接着剤による接着固
定によってもよい。

【００１３】上部ブロック２１における挿入口の底部に
は上記プローブ針３０が貫通する固定板２１ａが、中間
ブロック２２における挿入口の底部には、上記プローブ
針３０が摺動自在に遊貫する案内孔を有する上部案内板
２２ａが、下部ブロック２３における挿入口の底部には
上記プローブ針３０が摺動自在に遊貫する案内孔を有す
る下部案内板２３ａが、夫々相互に水平方向上下に平行
となるように設けられている。

【００１４】上記線材形状のプローブ針３０は、上記固
定板２１ａによって形成される樹脂２４で固定されてお
り、さらに上記上部案内板２２ａ、下部案内板２３ａの
各案内孔を通過して、その接触部となる先端部３１は下
部案内板２３ａから下方に突出している。

【００１５】また上記プローブ針３０における中間部３
２は、上部案内板２２ａと下部案内板２３ａとの間の空
間Ａ内に位置し、さらにこの中間部３２から上方の部分
は、支持部３３として、上部ブロック２１における挿入
口と上記固定板２１ａとによって形成される空間Ｂ内に
位置している。そしてこの空間Ｂ内には、固定用の樹脂
２４が充填硬化されて、プローブ針３０における上記支
持部３３は、ガイド部材２０に対して固定されている。

【００１６】上記プローブ針３０における上記支持部３
３から上方に続く部分は、プリント基板１０の上方にて
適宜プリント基板１０と略平行に屈曲されて湾曲部３４
として構成され、さらに当該湾曲部３４から続く部分
は、一旦上記プリント基板１０におけるポイント１１に
おいてこのプリント基板１０内に埋設されて、上記プロ
ーブ針３０における他端部３５（後述する線材３０ａの
部分）は、プリント基板１０における対応する各端子
部、例えばプローバ本体に設けられている伸縮自在なポ
ゴピンとのコンタクト用ランド１２に接続固定されてい
る。

【００１７】上記プローブ針３０の詳細は、図２に示し
たような構成を有している。図２は上記プローブ針３０
の先端部３１付近の拡大断面を示しており、このプロー
ブ針３０は、その本体となる線材３０ａにポリアセチレ
ンが用いられている。このポリアセチレンの最高導電率
は４×１０⁵［Ｓ／ｃｍ］であり、銀、銅の導電率に近
い導電率を有している。

【００１８】この線材３０ａは、被測定物と接触する先
端近傍の接触部を除いてその外周には、パリレンによる
第１の絶縁膜３０ｂが被覆されている。このようなパリ
レンによる薄い絶縁膜を接触部を除いて線材３０ａの外
周に被覆させるには、たとえば接触部の表面を適宜のワ
ックス材等でマスキングしておいてから、線材３０ａ全
体に対してパリレンを真空蒸着によって付着させるよう
にすれば、薄く、かつ均一な絶縁膜が被覆される。そし
てその後、上記マスキング部分を除去すればよい。

【００１９】上記第１の絶縁膜３０ｂの外周には、導電
膜３０ｃが被覆されている。本実施例における導電膜３
０ｃは、金（Ａｕ）の薄膜による構成とした。このよう
な薄い導電膜を被覆させる場合には、例えばスパッター
や真空蒸着技術を用いると、薄くかつ均一な導電膜を形
成することができるものである。

【００２０】また上記実施例では、導電膜３０ｃの材質
に金（Ａｕ）を使用したが、もちろんこれに限らず、そ
の他の導電性良好な材質を用いて、例えば薄い金属フィ
ルム状のものによって導電膜３０ｃを構成してもよい。

【００２１】上記導電膜３０ｃの外周には、さらに第２
の絶縁膜３０ｄが被覆されている。この第２の絶縁膜３
０ｄも、上記第１の絶縁膜３０ｂと同様、パリレンを真
空蒸着によって被膜させた構成を有している。なお本実
施例では、上記第１の絶縁膜３０ｂと第２の絶縁膜３０
ｄを同一の材質で構成しているが、もちろん相互に異な
った絶縁材で構成してもよい。

【００２２】そして上記導電膜３０ｃは、プリント基板
１０におけるポイント１１の箇所にて、当該プリント基
板１０にプリント配線されている接地線（図示せず）と
接続されている。一方信号電流が流れるプローブ針３０
の線材３０ａは、既述の如くコンタクト用ランド１２に
接続固定されている。

【００２３】本実施例は以上のように構成されており、
次に本実施例が用いられたプローバによるウエハの検査
について図３に基づいて説明すると、例えば検査対象で
あるウエハ４０は、上記プローバカード１の下方に設置
された載置台４１上に載置、保持される。この載置台４
１は、相対的に上記プローブ針３０の先端部３１群と対
面するように上記ウエハ４０を保持し、かつ保持したウ
エハ４０上に設けられている各電極パッド４２に対応す
べき各プローブ針３０に対して、進退駆動制御装置（図
示せず）によって、上下移動（所謂Ｚ方向）への制御駆
動、及び水平方向への移動（所謂Ｘ方向、Ｙ方向への直
線移動や、所謂θ方向への回転移動）が微小制御駆動さ
れるように構成されている。

【００２４】そしてまず上記進退駆動制御装置によっ
て、上記載置台４１は所謂Ｚ方向、即ちその載置面と直
交方向に上昇移動され、それに伴ってウエハ４０上のア
ルミ製の各電極パッド４２は各プローブ針３０の先端部
３１と接触する。この後、さらに上記載置台４１は、例
えば５０μｍ程度同方向にオーバードライブされて、上
記各プローブ針３０の先端部３１のばらつきが吸収され
る。

【００２５】このとき、上記各プローブ針３０の線材３
０ａは、既述のごときポリアセチレンによって構成され
ているから、プローブ針３０は、オーバードライブに伴
う接触圧の変化に追随してその中間部３２において無理
なく適当にしなり、安定したかつ良好な接触状態が実現
できるものである。

【００２６】この状態から上記進退駆動制御装置によっ
て、上記載置台４１を所謂Ｘ方向やＹ方向への微小な直
線制御駆動させると、上記各プローブ針３０の先端部３
１が各電極パッド４２の表面に形成されている酸化被膜
を掻き取って除去し、電極パッド４２と各プローブ針３
０の先端部３１とが確実に導通する。この状態で線材３
０ａに適宜の信号電流を流せば、ウエハ４０上に形成さ
れた各チップの諸特性が測定、検査されるのである。

【００２７】上記の場合、線材３０ａの外周には、接地
されている導電膜３０ｃが、第１の絶縁膜３０ｂを介し
て被覆されているから、ノイズの影響や他のプローブ針
を流れる信号電流との間のクロストークは、上記導電膜
３０ｃによって防止される。従って、例えば高周波測定
の場合であっても、正確な測定、検査が実施できるもの
である。

【００２８】また上記導電膜３０ｃの外周には、さらに
第２の絶縁膜３０ｄが被覆されているから、既述の如
く、オーバードライブの際に各プローブ針３０がその中
間部３２において他のプローブ針３０の中間部３２と接
触しても、導電膜３０ｃ自体のインピーダンスは変化せ
ず、安定したシールド効果が得られる。従って極めて正
確、かつ安定した測定、検査が実施できるものである。

【００２９】さらに上記実施例では、信号電流が流れる
線材３０ａの材質に導電性ポリマであるポリアセチレン
を使用しているから、例えば付近の温度が上昇してもそ
の導電率は殆ど低下することはない。従って、この点か
らみても極めて安定した測定、検査が行えるものであ
る。

【００３０】本実施例のように線材３０ａの材質として
導電性ポリマを使用した場合、上記のように温度が上昇
してもその導電率が殆ど低下しない特性が得られるの
で、例えばノイズやクロストークなどの心配のない環境
下でプローブテストを実施する場合には、上記のような
絶縁膜、接地される導電膜等は特に不要であるから、プ
ローブ針自体を、例えばポリアセチレンなどの導電性ポ
リマだけで構成してもよい。かかる場合には、温度変化
に対して安定した測定が可能なコンタクタを提供でき
る。またこの場合、コンタクタの形態は、既述のような
垂直型プローブ針のみならず、プローブカードから斜め
下方に向けて設けられている、例えばバンプを有するい
わゆる横針型のプローブ針であってもよい。

【００３１】なお上記実施例における線材３０ａは、そ
のように導電性ポリマであるポリアセチレンを用いた
が、これに代えて例えば図４に示したような線材５１を
使用して、その外周に既述のように第１の絶縁膜、導電
膜、第２の絶縁膜を被覆させてもよい。この線材５１
は、芯材５２にインコネル（Ｎｉ−Ｃｒ合金）を使用
し、さらに当該芯材５２の外周に金（Ａｕ）を薄くコー
ティングした構成を有するものである。

【００３２】かかる構成を有する線材５１を本発明にお
けるコンタクタ本体として使用した場合には、シールド
作用については前出実施例と同様であるが、信号電流が
流れる部分の抵抗値が極めて低いので、既述のシールド
作用と相俟って、極めて良好な測定、検査を実施するこ
とが可能である。しかも芯材５２に用いたインコネル
（Ｎｉ−Ｃｒ合金）は、従来のこの種のプローブ針に用
いられているタングステン（Ｗ）と較べると、価格がほ
ぼ１／３であるので、製造コストを低廉に抑えることが
できるメリットもある。

【００３３】上記構成にかかる線材５１についての以上
のような効果に鑑みれば、既述の導電性ポリマの場合と
同様、絶縁膜、接地される導電膜等が特に不要な場合に
は、プローブ針自体を、上記の線材５１のみによって構
成してもよい。かかる場合には低廉なコストの下で、極
めて導電率の高いコンタクタを提供することができる。
なお、このインコネル（Ｎｉ−Ｃｒ合金）の表面に金
（Ａｕ）を薄くコーティングした構成は、既述のような
垂直型プローブ針のみならず、プローブカードから斜め
下方に向けて設けられている、例えばバンプを有するい
わゆる横針型のプローブ針に対しても適用可能であり、
この場合、例えばバンプの部分のみに適用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、信号電流が流れるコン
タクタ本体は導電膜によってシールドされているから、
周囲環境にノイズが発生してもその影響を受けず、また
信号電流相互間のクロストークも防止される。従って正
確な測定、検査が可能である。また上記導電膜の外周に
は、さらに第２の絶縁膜が設けられているので、測定、
検査中に他のコンタクタと接触しても、その影響は受け
ず、この点からみても常に正確な測定、検査が可能であ
る。

【００３５】さらにまた本発明では、コンタクタ本体に
導電性ポリマを使用しているので、温度変化に左右され
ない安定した測定、検査が可能である。また接触圧の変
化に対しても従来より良好な接触状態が得られるので、
上記温度に対する安定性と相まって、極めて正確な検査
を実施できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を使用したプローブカードの構
造を示す側面断面図である。

【図２】本発明の実施例の構造を示す側面断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例によってウエハを検査する様子
を示す側面の説明図である。

【図４】本発明におけるコンタクタ本体となる線材の他
の提案例を示す側面断面図である。

【符号の説明】

１プローブカード１０プリント基板２０ガイド部材３０プローブ針３０ａ線材３０ｂ第１の絶縁膜３０ｃ導電膜３０ｄ第２の絶縁膜３２中間部４０ウエハ４１載置台４２電極パッド

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子のテストを行うプローバに使
用され、当該半導体素子の被接触部に接触させて電気的
接続を行うための導電性を有する針状のコンタクタにお
いて、導電性を有する針状のコンタクタ本体は、導電性
ポリマの線材からなり、当該コンタクタ本体外周に少な
くともその接触部を除いて第１の絶縁膜を設け、さらに
当該第１の絶縁膜の外周に導電膜を設け、またさらに当
該導電膜の外周に第２の絶縁膜を設け、前記導電膜は接
地したことを特徴とする、プローバ用コンタクタ。
【請求項２】前記導電性ポリマは、ポリアセチレン、
ポリフエニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ
キノリン、又はポリピリジンから選択されるものである
ことを特徴とする，請求項１に記載のプローバ用コンタ
クタ。