JP4991495B2 - 検査用保持部材及び検査用保持部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、デバイスの電気的特性を検査するための検査用保持部材及びその検査用保持部材の製造方法に関する。

例えばＩＣチップなどのデバイスの電気的特性の検査は、例えばプローブ装置を用いて行われる。プローブ装置は、回路基板と複数のプローブピンを支持する接触子保持基板とを備えたプローブカードと、これらプローブピンに対向して設置され、デバイスが形成されたチップを保持することが可能な保持部材と、保持部材を吸着保持する載置台とを有している。そしてこれらの複数のプローブピンをデバイスの各電極に接触させ、各プローブピン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、デバイスの電気的特性の検査を行っている。

このようなデバイスの電気的特性の検査を適正に行うためには、チップが保持部材の所定の位置に保持されていることが必要になる。そこで、チップの保持部材の材料に例えば加工が容易なセラミックを用い、保持部材の表面にチップを収納するための収納部を形成し、収納部の底部にチップを吸着保持するための吸引孔を形成することが提案されている。この吸引孔は保持部材を貫通して複数設けられ、保持部材の裏面に形成された空気吸引通路（吸引溝）に連通している。そして、載置台からの吸引によって、保持部材及びチップが吸引される（特許文献１）。

特開平７−９８３６１号公報

しかしながら、上述のように保持部材にセラミックを用いた場合、保持部材の加工は容易となるが、保持部材の平面度が低くなり、また薄くすることができない。さらに、保持部材を製造するコストが高くなる。

そこで、発明者らは、保持部材の材料にシリコン又はガラスを用いることを試みた。シリコン又はガラスは、セラミックに比べて平面度が高く、また適正な剛性を保ちつつ薄くでき、さらに製造コストが安いという利点がある。また、シリコンは、セラミックに比べて熱伝導率が良い。

しかしながら、保持部材にシリコン又はガラスのいずれを用いても、保持部材の裏面の吸引溝などの複雑な形状を機械加工によって所定の形状に加工することは困難であった。特に、薄くした状態で保持部材を直接加工すると、保持部材の強度が弱くなって、必要な剛性を保てないことがあり、複雑な形状の形成を困難にさせる要因の一つになっていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、デバイスの電気的特性の検査において、シリコン又はガラスを用いた検査用保持部材に、複雑な形状の吸引溝などを所定の形状に形成す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、デバイスの電気的特性を検査する際に、そのデバイスを保持する検査用保持部材であって、デバイスが形成された複数のチップを所定の位置に載置可能で、シリコン又はガラスからなる基台を有し、前記基台の裏面には、レジスト膜が形成され、前記基台には、当該基台を貫通し、当該基台に載置されたチップを吸引して保持する複数の吸引孔が形成され、前記レジスト膜には、前記吸引孔に連通する吸引溝が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、基台の裏面にレジスト膜を形成しているので、当該レジスト膜に複雑な形状の吸引溝を容易かつ適切に形成することができる。具体的には、例えばレジスト膜をフォトリソグラフィー処理によりレジスト膜をパターニングすることによって、基台の裏面に吸引溝を所定の形状に形成することができる。これによって、基台を直接加工する必要がないので、基台にシリコン又はガラスを用いることができる。

前記レジスト膜は、前記吸引溝によって複数の領域に分割されているのが好ましい。

前記基台のチップが載置される領域に対応する前記吸引溝内には、前記レジスト膜の一部が残存していてもよい。

前記基台のチップが載置される領域以外の領域に対応する前記吸引溝内には、前記レジスト膜の一部がさらに残存していてもよい。

前記吸引孔は前記基台の縦方向および横方向に並び、前記吸引溝は交差していてもよい。

前記レジスト膜は、レジストシートであってもよい。

前記基台の表面には、前記チップを位置決め可能で、レジストからなる位置決め部材が形成されていてもよい。

前記位置決め部材は、レジストシートであってもよい。

別な観点による本発明は、デバイスの電気的特性を検査する際に、そのデバイスを保持する検査用保持部材の製造方法であって、デバイスが形成された複数のチップを所定の位置に載置可能で、シリコン又はガラスからなる基台の表面又は裏面に、前記チップを吸引して保持する吸引孔を前記基台に貫通加工して形成する工程と、前記基台の裏面にレジストシートを積層し、当該レジストシートに前記吸引孔に連通する吸引溝のパターンを露光する工程と、前記基台の裏面を現像する工程と、を有することを特徴としていてもよい。

前記基台の表面にレジストシートを積層し、当該レジストシートに前記チップの位置決めをする位置決め部材のパターンを露光する工程と、前記基台の表面を現像する工程と、をさらに有していてもよい。

前記基台の裏面を現像する工程と、前記基台の表面を現像する工程において、当該基台の表面及び裏面を同時に現像してもよい。

本発明によれば、基台の裏面に形成したレジスト膜に複雑な形状の吸引溝を容易かつ所定の形状に形成することができ、基台にシリコン又はガラスを用いることができる。

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検査用保持部材を有するプローブ装置１の構成の概略を示す説明図である。

プローブ装置１は、図１に示すように例えばプローブカード２と、デバイスが形成されているチップＣを保持する検査用保持部材３と、検査用保持部材３を吸着保持するチャック４と、チャック４を移動させる移動機構５と、テスタ６などを備えている。

プローブカード２は、複数のプローブピン１０を下面に支持した接触子保持基板１１と、その接触子保持基板１１の上面側に取り付けられた回路基板１２を備えている。プローブピン１０は、接触子保持基板１１の本体を通じて回路基板１２に電気的に接続されている。プローブカード２には、テスタ６が電気的に接続されており、テスタ６から回路基板１２を介して各プローブピン１０に電気的特性の検査のための電気信号を送受信できる。

チャック４は、水平な上面を有する略円盤状に形成されている。チャック４の上面には、検査用保持部材３を吸着するための吸引口４ａが設けられている。吸引口４ａには、チャック４の内部を通って外部の負圧発生装置１５に通じる吸引管４ｂが接続されている。

移動機構５は、チャック４を昇降するシリンダなどの昇降駆動部２０と、昇降駆動部２０を水平方向のＸ方向とＹ方向の直交する２方向に移動させるＸ−Ｙステージ２１を備えている。これにより、チャック４に保持された検査用保持部材３を三次元移動させ、検査用保持部材３の表面の所定の位置に、上方にある特定のプローブピン１０を接触させることができる。

チャック４に吸着される検査用保持部材３は、図２に示すように円盤状の基台３０を有している。基台３０の材料には、例えばシリコン又はガラスが用いられる。

基台３０の表面には、チップＣの位置決めをする位置決め部材３１が、基台３０の表面の例えば縦方向（Ｘ方向）及び横方向（Ｙ方向）に整列されて複数形成されている。位置決め部材３１は、チップＣが載置される領域Ｔの外枠に沿って形成されており、図３に示すようにチップＣの側面に当接してチップＣを位置決めするようになっている。位置決め部材３１は、例えばレジストシート３２、３３を２層積層することで形成される。

基台３０の裏面には、図４に示すようにレジスト膜４０が形成されている。レジスト膜４０は、例えばレジストシートを積層することで形成される。レジスト膜には、吸引溝４１がＸ−Ｙ方向に交差して形成されている。吸引溝４１が交差する交差部４１ａは、基台３０のチップＣが載置される領域Ｔに対応する位置に形成されている。そしてこれら交差部４１ａ同士間を連結部４１ｂがＸ−Ｙ方向に連結している。このように吸引溝４１が形成されることにより、レジスト膜４０は複数の領域に分割されている。吸引溝４１は、レジスト膜４０が接するチャック４の吸引口４ａに連通している。また、吸引溝４１の交差部４１ａ及び連結部４１ｂ内には、レジスト膜４０の一部が残存して支柱部材４２が複数形成されている。支柱部材４２は、例えば交差部４１ａ内の中心に１箇所形成され、連結部４１ｂ内の長手方向の中心に沿って２箇所形成されている。支柱部材４２は、図３に示すようにチップＣにプローブピン１０の針圧がかかった際の荷重や基台３０の自重による荷重を支えることができ、交差部４１ａや連結部４１ｂが開口していることによって生じる基台３０やチップＣのたわみを抑えることができる。

基台３０の表面のチップＣが載置される領域Ｔには、図２に示すように複数の吸引孔５０がＸ−Ｙ方向に形成されている。吸引孔５０は、図３に示すように基台３０を貫通し、基台３０の裏面の吸引溝４１に連通している。吸引孔５０は、吸引溝４１の交差部４１ａ内の支柱部材４２と干渉しない位置に形成されている。そして、検査用保持部材３をチャック４上に載置する際、吸引孔５０、吸引溝４１及びチャック４の吸引口４ａが連通し、チャック４の吸引口４ａからの吸引によって、検査用保持部材３が吸引されると共に、チップＣを検査用保持部材３の表面に吸着することができる。

本実施の形態にかかる検査用保持部材３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、検査用保持部材３の製造方法と、その検査用保持部材３を有するプローブ装置１で行われるデバイスの電気的特性の検査方法について説明する。

先ず、検査用保持部材３の製造方法について説明する。基台３０の表面に吸引孔５０の位置を示すアライメントマークを標す。そしてそのアライメントマークに基づいて、図５（ａ）に示すように吸引孔５０を基台３０に貫通加工して形成する。なお、アライメントマークは、基台３０の裏面に標してもよい。

基台３０に吸引孔５０が形成されると、図５（ｂ）に示すように基台３０の表面にレジストシート３２、３３を積層し、位置決め部材３１のパターンを露光する。また基台３０の裏面にもレジストシートを積層してレジスト膜４０を形成し、吸引溝４１（交差部４１ａ、連結部４１ｂ）及び支柱部材４２のパターンを露光する。

基台３０の表面と裏面を露光した後、図５（ｃ）に示すように当該露光した部分に基づいて基台３０の表面と裏面を現像する。この現像においては、基台３０の表面と裏面を同時に現像してもよい。以上のように検査用保持部材３が製造される。

次に、この検査用保持部材３を有するプローブ装置１で行われるチップＣ上のデバイスの電気的特性の検査方法について説明する。

先ず、複数のチップＣが図３に示すように検査用保持部材３の各領域Ｔに載置される。この際、チップＣは、位置決め部材３１により位置決めされる。次に、検査用保持部材３が図１に示すようにチャック４上に吸着保持される。この際、チャック４の吸引力により、チップＣが吸引孔５０から吸引されて固定される。続いて、移動機構５により、チャック４が水平方向に移動されＸ―Ｙ方向のチップＣの位置が調整され、その後チャック４が上昇される。こうして、図３に示すように各チップＣ上のデバイスにプローブピン１０が接触される。

そして、テスタ６によって、例えばプローブピン１０、１０間に高電圧が印加され、プローブピン１０とデバイスとの間に電流が流れ、デバイスの例えば耐圧試験が行われる。またこの際、例えばテスタ６に内蔵された図示しないモニタよって、プローブピン１０、１０間の電圧が測定され、検査時にデバイスに実際にかかっている電圧が計測される。この実際の印加電圧を計測することによって、接触抵抗等により発生する電気的損失を考慮した正しい負荷をデバイスに印加することができる。このように４端子ケルビン測定を用いてデバイスの電気的特性の検査が行われる。

電気的特性の検査が終了すると、駆動機構５によりチャック４が下降し、各プローブピン１０がチップＣから離される。その後、検査用保持部材３がチャック４から取り外されて、一連の検査プロセスが終了する。

以上の実施の形態によれば、検査用保持部材３の基台３０の裏面にレジスト膜４０を形成した後、このレジスト膜４０を露光、現像しているので、レジスト膜４０に複雑な形状の吸引溝４１を容易かつ所定の形状に形成することができる。これによって、基台３０を直接加工する必要がないので、基台３０にシリコン又はガラスを用いることができる。

このように、基台３０にシリコン又はガラスを用いることができるので、従来の基台にセラミックを用いた場合に比べて、基台３０の平面度を高くすることができる。また、基台３０の適正な剛性を保ちつつ、基台３０を薄くできる。さらに、基台３０の製造コストを安くすることができる。また、基台３０にシリコンを用いた場合には、従来のようにセラミックを用いた場合に比べて熱伝導率を良くすることができる。

基台３０の裏面のレジスト膜４０に、吸引溝４１が交差して形成されているので、吸引溝４１によってレジスト膜４０が複数に分割される。これによって、基台３０とレジスト膜４０の熱膨張率の差によりレジスト膜４０に負荷される応力を緩和することができる。したがって、チップＣ上のデバイスの検査をする際の雰囲気温度が変化する場合でも、本発明の検査用保持部材３を用いてデバイスの電気的特性の検査を適正に行うことができる。

基台３０の吸引溝４１の交差部４１ａや連結部４１ｂに支柱部材４２を形成しているので、チップＣにプローブピンＣの針圧がかかった際の荷重や基台３０の自重による荷重を支柱部材４２が支えることができる。これによって、交差部４１ａや連結部４１ｂが開口していることによって生じる基台３０やチップＣのたわみを抑えることができる。

基台３０の裏面のレジスト膜４０が基台３０のシリコン又はガラスよりも柔軟性を有するため、検査用保持部材３をチャック４に密着させることができる。

基台３０の表面にはレジストシート３２、３３を積層した後、レジストシート３２、３３を露光、現像しているので、位置決め部材３１を容易かつ所定の位置に形成することができる。これによって、チップＣを基台３０の所定の位置に精度よく載置することができる。

基台３０の表面のチップＣが載置される領域Ｔには、裏面の吸引溝４１に連通する吸引孔５０を形成しているので、吸引口４ａからチップＣを吸引し、基台３０上のチップＣを安定的に保持することができる。

基台３０の表面と裏面にレジストシートを積層しているので、レジストを塗布する場合に比べて、膜の厚みの均一性が高く、検査用保持部材３の表面と裏面の平面性を保つことができる。

以上の実施の形態では、基台３０にシリコン又はガラスを用いていたが、シリコン酸化物を用いてもよい。かかる場合でも、従来の基台にセラミックを用いた場合に比べて、基台３０の平面度を高くすることができ、また基台３０の適正な剛性を保ちつつ、基台３０を薄くでき、さらに基台３０の製造コストを安くすることができる。

また、基台３０の表面と裏面にレジストシートを積層していたが、これに代えて基台３０の材料であるシリコン又はガラスよりも柔軟性を有する材料、例えば感光性のポリイミドや耐熱性の樹脂を用いてもよい。

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、デバイスの電気的特性の検査において、デバイスを適正な位置に保持し、要求される検査を精度よく安定的に行う際に有用である。

本実施の形態にかかる検査用保持部材を搭載した、プローブ装置の構成の概略を示す平面図である。 検査用保持部材の表面の平面図である。 検査用保持部材の縦断面図である。 検査用保持部材の裏面の平面図である。 検査用保持部材の製造工程を示した説明図であり、（ａ）は基台に吸引孔が形成された様子を示し、（ｂ）は基台の表面と裏面にレジストシートが積層された様子を示し、（ｃ）は基台の表面に位置決め部材を形成し、裏面に吸引溝と支柱部材を形成した様子を示している。

符号の説明

１ プローブ装置
２ プローブカード
３ 検査用保持部材
４ チャック
１０ プローブピン
３０ 基台
３１ 位置決め部材
３２、３３ レジストシート
４０ レジスト膜
４１ 吸引溝
４１ａ 交差部
４１ｂ 連結部
４２ 支柱部材
５０ 吸引孔
Ｃ チップ
Ｔ チップが載置される領域

Claims (11)

1. デバイスの電気的特性を検査する際に、そのデバイスを保持する検査用保持部材であって、
   デバイスが形成された複数のチップを所定の位置に載置可能で、シリコン又はガラスからなる基台を有し、
   前記基台の裏面には、レジスト膜が形成され、
   前記基台には、当該基台を貫通し、当該基台に載置されたチップを吸引して保持する複数の吸引孔が形成され、
   前記レジスト膜には、前記吸引孔に連通する吸引溝が形成されていることを特徴とする、検査用保持部材。
2. 前記レジスト膜は、前記吸引溝によって複数の領域に分割されていることを特徴とする、請求項１に記載の検査用保持部材。
3. 前記基台のチップが載置される領域に対応する前記吸引溝内には、前記レジスト膜の一部が残存していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の検査用保持部材。
4. 前記基台のチップが載置される領域以外の領域に対応する前記吸引溝内には、前記レジスト膜の一部がさらに残存し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検査用保持部材。
5. 前記吸引孔は前記基台の縦方向および横方向に並び、
   前記吸引溝は交差していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の検査用保持部材。
6. 前記レジスト膜は、レジストシート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検査用保持部材。
7. 前記基台の表面には、前記チップを位置決め可能で、レジストからなる位置決め部材が形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の検査用保持部材。
8. 前記位置決め部材は、レジストシートであることを特徴とする、請求項７に記載の検査用保持部材。
9. デバイスの電気的特性を検査する際に、そのデバイスを保持する検査用保持部材の製造方法であって、
   デバイスが形成された複数のチップを所定の位置に載置可能で、シリコン又はガラスからなる基台の表面又は裏面に、前記チップを吸引して保持する吸引孔を前記基台に貫通加工して形成する工程と、
   前記基台の裏面にレジストシートを積層し、当該レジストシートに前記吸引孔に連通する吸引溝のパターンを露光する工程と、
   前記基台の裏面を現像する工程と、を有することを特徴とする、検査用保持部材の製造方法。
10. 前記基台の表面にレジストシートを積層し、当該レジストシートに前記チップの位置決めをする位置決め部材のパターンを露光する工程と、
    前記基台の表面を現像する工程と、をさらに有することを特徴とする、請求項９に記載の検査用保持部材の製造方法。
11. 前記基台の裏面を現像する工程と、前記基台の表面を現像する工程において、
    当該基台の表面及び裏面を同時に現像することを特徴とする、請求項１０に記載の検査用部材の製造方法。

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