JP5016420B2 - プローブの交換方法及びプローブカード - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハに形成された半導体チップ等の被検査体の電気的特性検査を行う際に使用されるプローブカードに関し、特に不良プローブを交換するプローブの交換方法及びプローブカードに関する。

従来のプローブカードにおいては、配線基板上の電気配線上に形成された複数のプローブが、破損や磨耗等の不良が発生すると、不良プローブを電気配線上から取り除き、新たなプローブを半田結合することが行われてきた。

特開２００２−５９６０号公報

ところが、不良プローブの近傍のプローブが、前記半田結合の際に発生する熱により、熱膨張変形を起こすという問題があった。

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、プローブの交換の際に、近傍のプローブが熱膨張変形を起こすのを防止することができるプローブの交換方法及び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、本発明のプローブの交換方法は、電気配線上に設けられたプローブを交換するプローブの交換方法であって、前記プローブ及び前記電気配線の前記プローブに結合された部分を除去し、前記電気配線の除去部分に接着剤を塗布し、前記電気配線の除去部分の長さ寸法よりも長いベース部を有する交換用プローブの当該ベース部を前記電気配線上に接着させるようになっている。

このようなプローブの交換方法による場合、交換用プローブを電気配線上に接着するようにしたので、従来の半田結合のように熱が発生せず、交換用プローブの近傍のプローブが熱膨張変形するのを防止することができる。しかも、電気配線の除去部分に接着剤を塗布することにより、当該除去部分の穴を接着剤で埋めることができるようになっている。このため、不良となったプローブだけでなく、電気配線の前記プローブに結合された部分も合わせて除去することができる。よって、電気配線上からプローブのみを除去する場合に比べてプローブの除去作業が簡単になる。

しかも、交換用プローブのベース部が接着剤により電気配線の除去部分の前後に接着されるので、交換用プローブの接着が確実になる。

本発明のプローブカードは、配線基板上に略平行に配設された複数の電気配線と、この電気配線上に各々設けられた複数のプローブと、このプローブのうち少なくとも一本と交換された交換用プローブとを備えており、電気配線は、プローブが結合される結合部と、この結合部の長さ方向の両端部に連続する延長部とを有しており、交換用プローブは、電気配線の結合部よりも長いベース部を有しており、結合部は、プローブ交換時にその上側部がプローブと共に除去され、接着剤が塗布されるような構造を有しており、ベース部は、前記接着剤により結合部及び延長部上に接着されるようになっている。この場合、交換用プローブのベース部が接着剤により電気配線の結合部の前後の延長部に接着されるので、交換用プローブの接着が確実になる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１はプローブカードの部分斜視図、図２はプローブカードのプローブの交換過程を示す部分断面図であって、（ａ）が不良プローブの除去工程を示す図、（ｂ)が交換用プローブ接着工程を示す図、（ｃ）が交換用プローブと電気配線とのワイヤボンディング工程を示す図である。

図１に示すプローブカードは、配線基板１０と、この配線基板１０の面上に間隔を空けて配設された複数の電気配線２０と、複数の電気配線２０上に設けられた片持ち状の複数のプローブ３０と、プローブ３０のうち破損や磨耗等により不良になったものを除去し、その代わりに電気配線２０上に接着された交換用プローブ４０とを備えている。以下、詳しく説明する。

各電気配線２０は配線基板１０上に形成された銅の配線パターンである。この電気配線２０は、プローブ３０が結合される直線状の結合部２１と、結合部２１の一端部に連続する直線状の第１の延長部２２と、結合部２１の他端部に連続する直線状の第２の延長部２３と、この第２の延長部２３の端部に連続する略Ｌ字状の導通部２４とを有している。

結合部２１は図外の被検査体の電極のピッチに対応した間隔で一列に並べて配置されている。この結合部２１の上側部は、図２に示すように、不良になったプローブ３０（以下、これを不良プローブ３０と称する一方、正常なものを正常プローブ３０と称する。）と共に除去される。即ち、結合部２１の上側部が後述する電気配線２０の除去部分２１ａとなる。

第１、第２の延長部２２、２３は、交換用プローブ４０が設置され、接着される糊代部となっている。導通部２４の端部には図示しない電極パッド部が設けられている。

プローブ３０は、周知のＬＩＧＡプロセス技術（即ち、レジスト及びエッチング等の繰り返し）により作成された片持ち状のニッケル構造体である。このプローブ３０は、結合部２１上に結合された板状のベース部３１と、ベース部３１の端部に連なった略１／４円弧状のアーム部３２と、アーム部３２の先端部に形成されたコンタクト部３３とを有する。

ベース部３１は、その幅寸法及び長さ方向が電気配線２０の結合部２１と略同じにされている。アーム部３２は弾性変形可能な多段形状となっている。コンタクト部３３は図外の被検査体の電極に接触可能な突起である。

交換用プローブ４０は、図１に示すように、周知のＬＩＧＡプロセス技術（即ち、レジスト及びエッチング等の繰り返し）により作成されたプローブ３０と同様の片持ち状のニッケル構造体である。この交換用プローブ４０は、図２（ｂ）に示すように、結合部２１及び第１、第２の延長部２２、２３上に接着されるベース部４１の長さ寸法がベース部３１の長さ寸法よりも長くなっている（即ち、結合部２１よりも長い）点でプローブ３０と相違している。

ベース部４１は、図２（ｃ）に示すように、結合部２１及び第１、第２の延長部２２、２３上に接着された状態で、導線５０により電気配線２０の第２の延長部２３に電気的に接続される。

以下、このような構成のプローブカードのプローブ３０を交換用プローブ４０に交換する方法について図２を参照しつつ説明する。

本実施形態においては、顕微鏡機能、マニピュレーション機能及びデポジション機能を有する集束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）を利用し、不良プローブ３０の切除から交換用プローブ４０の接着までの工程を半自動で行っている。

まず、同装置の顕微鏡機能を用いてチャンバー内にセットされたプローブカードのプローブ３０の中から不良プローブ３０を特定する。ユーザにより不良プローブ３０の位置が特定されると、同装置により交換用プローブ４０の取り付け箇所にアライメントマークが付される。

その後、アライメントマークにより特定された不良プローブ３０が自動的に切除される（図２（ａ）参照）。即ち、図外のマニピュレータに取り出し用プローブＰｒがセットされ、不良プローブ３０のアーム部３２の端面に取り出し用プローブＰｒの先端部が当接した状態で、アシストデポジション機能により取り出し用プローブＰｒが不良プローブ３０に接合される。この状態でイオンビームを照射して不良プローブ３０を除去する。

このとき、不良プローブ３０のベース部３１と共に、電気配線２０の結合部２１の上側部が除去される。この除去後の穴が除去部分２１ａとなる。

その後、同マニピュレータを逆動作させ、切断された不良プローブ３０をチャンバー内の所定箇所に移送させる。

その後、前記装置のデポジッションノズルを動作させ、除去部分２１ａに近接させる。そして、同ノズルにより除去部分２１ａに半田代替用銀ペースト等の樹脂製接着剤を塗布する。

その後、同装置のマニピュレータに交換用プローブ４０がセットされ、交換用プローブ４０を配線基板１０上に移送させる。そして、交換用プローブ４０のベース部４１を除去部分２１ａ及び第１、第２の延長部２２、２３上に設置して接着させる。

その後、プローブカードを同装置のチャンバー内から取り出し、図外のワイヤボンディング装置にセットする。

そして、交換用プローブ４０のベース部４１と電気配線２０の第２の延長部２３とに導線５０を超音波方式により圧着する。このようにして交換用プローブ４０と電気配線２０とが導線５０により常温下で電気的に接続される。このような一連の工程により不良プローブ３０が交換用プローブ４０に一本単位で交換される。

以上のような不良プローブ３０の交換作業による場合、交換用プローブ４０が樹脂製接着剤を用いて電気配線２０上に接着されるようになっている。また、ワイヤボンディングの際も、超音波方式を採用することにおり常温下で導線５０が交換用プローブ４０と電気配線２０とに圧着されるようになっている。このため、不良プローブ３０の近傍に位置する正常プローブ３０に大きな熱影響を与えることがなく、当該正常プローブ３０が熱膨張変形するのを防止することができる。

しかも、電気配線２０の除去部分２１ａに樹脂製接着剤を塗布して、当該除去部分２１ａの穴を樹脂製接着剤で埋めるようにしているため、不良プローブ３０だけでなく、電気配線２０の結合部２１の上側部も合わせて除去することができる。よって、電気配線２０上から不良プローブ３０のみを除去する場合に比べてプローブの除去作業が容易になる。

なお、上述したプローブの交換方法については、特許請求の範囲の記載の趣旨から逸脱しない限り任意に設計変更可能である。

例えば、交換用プローブ４０は、ベース部４１がベース部３１よりも長いとしたが、これに限定されるものではない。即ち、ベース部４１がベース部３１と略同等の長さであっても良い。なお、上記プローブ３０及び交換用プローブ４０の形状及び素材は、一例であり、任意の形状及び素材に設計変更可能である。

また、上記実施例では、交換用プローブ４０と電気配線２０とはワイヤボンディングによる導線５０により接続されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、導電性インクジェット装置を用いて導電パターンを印刷し、当該導電パターンにより交換用プローブ４０と電気配線２０とを接続するようにしても良いし、交換用プローブ４０と電気配線２０とを接着する接着剤として導電性の接着剤を用い、当該接着剤のみにより交換用プローブ４０と電気配線２０とを接続するようにしても良い。勿論、導電性の接着剤とワイヤボンディング又は導電性インクジェットとの双方で交換用プローブ４０と電気配線２０とを接続するようにしても良い。

このように接着剤についても、上記実施例に記載したものは一例であり、これに限定されるものではない。

なお、上記実施例では、プローブの交換を、集束イオンビーム加工装置を用いて行うとしたが、同等の機能を有する別の機械的な切削装置を用いて行うことも可能である。

プローブカードの部分斜視図である。 プローブカードのプローブの交換過程を示す部分断面図であって、（ａ）が不良プローブの除去工程を示す図、（ｂ)が交換用プローブ接着工程を示す図、（ｃ）が交換用プローブと電気配線とのワイヤボンディング工程を示す図である。

符号の説明

１０ 配線基板
２０ 電気配線
２１ 結合部
２１ａ 除去部分
２２ 第１の延長部
２３ 第２の延長部
３０ プローブ
４０ 交換用プローブ
５０ 導線

Claims (2)

1. 電気配線上に設けられたプローブを交換するプローブの交換方法において、
   前記プローブ及び前記電気配線の前記プローブに結合された部分を除去し、
   前記電気配線の除去部分に接着剤を塗布し、
   前記電気配線の除去部分の長さ寸法よりも長いベース部を有する交換用プローブの当該ベース部を前記電気配線上に接着させることを特徴とするプローブの交換方法。
2. 配線基板上に略平行に配設された複数の電気配線と、
   この電気配線上に各々設けられた複数のプローブと、
   このプローブのうち少なくとも一本と交換された交換用プローブとを備えており、
   前記電気配線は、前記プローブが結合される結合部と、この結合部の長さ方向の両端部に連続する延長部とを有しており、
   前記交換用プローブは、前記電気配線の結合部よりも長いベース部を有しており、
   前記結合部は、プローブ交換時にその上側部が前記プローブと共に除去され、接着剤が塗布されるような構造を有しており、
   前記ベース部は、前記接着剤により前記結合部及び延長部上に接着されるようになっていることを特徴とするプローブカード。

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