JP6615680B2 - プローブカード - Google Patents
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Description
本発明は、プローブカードに関する。
半導体ウエハに作り込まれたＩＣ等の多数の半導体チップは、半導体ウエハから切断、分離されるのに先立ち、仕様書通りの性能を有するか否かの電気的試験を受ける。そのような電気的試験としては、例えば、半導体ウエハ上の半導体チップの電極に検査信号を供給して検出した信号を分析する方法が採用されている。
そして従来から、上述の半導体チップの電気的試験においては、半導体チップの電極と、離間配置された試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のために、検査治具としてプローブカードが用いられている。
プローブカードは、例えば、検査用の多数の導電性のプローブを用いて構成される。特許文献１には、カンチレバー型のプローブを用いたプローブカードが記載されている。また、特許文献２には、垂直型のプローブを用いたプローブカードが記載されている。
図７は、従来のプローブカードを用いた半導体チップの電気的試験を模式的に説明する図である。
図７に示すように、従来のプローブカード１０００は、配線１００４を有する配線基板１００２と、複数のプローブ１００３とを有している。プローブ１００３は、例えば、カンチレバー型のプローブである。各プローブ１００３は、一方の端部に針先部１００５を有し、他方の端部に取り付け部１００６を有している。プローブ１００３は、取り付け部１００６を介して配線基板１００２の主面に取り付けられる。
プローブカード１０００は、電気的接続のための検査治具として、電極を有する被検査体の電気的試験等の検査に用いられる。被検査体は、例えば、図７に示すように、電極である電極パッド１０１４を有し半導体ウエハ１０１５に作り込まれた半導体チップ（図示されない）である。半導体チップの電気的試験では、プローブカード１０００に搭載された複数のプローブ１００３を、半導体ウエハ１０１５の半導体チップの対応する各電極パッド１０１４に、同時に接触させる。半導体チップの電気的試験では、電極パッド１０１４とプローブ１００３との間で検査信号の授受が行われる。
図７に示されたプローブカード１０００のように、従来のプローブカードを用いて半導体チップを検査する場合、半導体チップの全ての検査用の電極と、プローブカードの全てのプローブとを同時に接触させることが求められる。
ところで、近年の大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路寸法は狭小化の一途を辿っている。例えば、代表的なロジックデバイスでは、数十ｎｍの線幅のパターン形成が要求される状況となっている。
そのような半導体素子の高集積化と回路寸法の狭小化等に対応して、検査治具であるプローブカードにおいても、プローブの微細化や狭ピッチ化が進められている。プローブカードは通常、半導体チップの電気的試験のために、半導体チップの全ての電極に対するプローブの同時接触を実現するため、各プローブの高さを調整する作業が必要とされる。
具体的には、プローブの針先部の高さばらつきを調整する作業の難易度、および、被検査体である半導体チップとプローブカードの平行度を調整するための作業等の難易度がますます高くなっている。その結果、単位時間あたりに検査できる半導体チップの数が減少し、検査時間が長くなるという問題がある。プローブカードにおいては、そのような調整作業の難易度がますます高くなっている。
本発明の目的は、プローブの針先部の高さばらつきの調整および被検査体との間の平行度の調整を簡便化するプローブカードを提供することにある。
本発明の第１の態様は、電極を有する被検査体の検査に用いられ、前記電極と検査信号の授受を行うプローブカードであって、
配線を有する配線基板と、
一方の端部に針先部を有し他方の端部で前記配線基板の主面に取り付けられて、前記針先部が前記配線基板の主面から間隔をおいて配置される少なくとも１つのプローブと、
前記針先部よりも前記配線基板から離れた位置で前記配線基板の主面と対向するとともに前記針先部とも対向するように、前記配線基板の主面から間隔をおいて配置される誘電体膜とを有し、
前記針先部が、前記誘電体膜を挟んで前記電極と対向するように配置され、前記誘電体膜を挟んだ状態で前記電極と前記検査信号の授受を行うことを特徴とするプローブカードに関する。
配線を有する配線基板と、
一方の端部に針先部を有し他方の端部で前記配線基板の主面に取り付けられて、前記針先部が前記配線基板の主面から間隔をおいて配置される少なくとも１つのプローブと、
前記針先部よりも前記配線基板から離れた位置で前記配線基板の主面と対向するとともに前記針先部とも対向するように、前記配線基板の主面から間隔をおいて配置される誘電体膜とを有し、
前記針先部が、前記誘電体膜を挟んで前記電極と対向するように配置され、前記誘電体膜を挟んだ状態で前記電極と前記検査信号の授受を行うことを特徴とするプローブカードに関する。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜を挟んだ状態は、前記電極が前記誘電体膜に接触し、前記針先部が前記電極と対向する位置で前記誘電体膜に接触する状態であることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記針先部が、前記誘電体膜を挟んだ状態で前記電極と容量結合することによって、前記電極と前記検査信号の授受を行うことが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜は、前記配線基板からの間隔が変動可能に前記配線基板に支持されることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜は、その周辺部の少なくとも一部で支持部材に支持され、
前記支持部材は、前記配線基板と前記誘電体膜との間の距離が変動可能に前記配線基板に取り付けられることが好ましい。
前記支持部材は、前記配線基板と前記誘電体膜との間の距離が変動可能に前記配線基板に取り付けられることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜は、柔軟性のある部材からなることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜を挟んだ状態とは、前記電極が前記誘電体膜に接触し、前記針先部が前記電極と対向する位置で前記誘電体膜に接触する状態であり、前記誘電体膜は、柔軟性のある部材からなることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜は、紙材料および樹脂材料の少なくとも一方を用いて構成されることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記誘電体膜は、柔軟性のある部材で構成されており、紙材料および樹脂材料の少なくとも一方を用いて構成されることが好ましい。
本発明の第１の態様において、前記プローブは、カンチレバー型プローブまたは垂直型プローブであることが好ましい。
本発明によれば、プローブの針先部の高さばらつきの調整および被検査体との間の平行度の調整を簡便化するプローブカードが提供される。
本発明の一実施形態に係るプローブカードは、検査用のプローブと誘電体膜とを有し、誘電体膜を挟んでプローブを被検査体の電極に対向させて容量結合を形成し、検査信号の授受を行う。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるプローブカードの構造を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態であるプローブカード１は、内部や表面等に配線４を有する配線基板２と、プローブ３と、誘電体膜６とを有する。プローブ３は、配線基板２の主面８に設けられる。プローブ３は、例えば、カンチレバー型とすることができ、その場合、配線基板２の主面８で片持ち梁状に支持されて、配線基板２の所定の位置に配置される。尚、本発明の実施形態において、プローブカード１のプローブ３は、例えば、垂直型のプローブとすることもできる。
プローブカード１は、電極を有する被検査体の検査に用いられる。
以下、本発明の一実施形態であるプローブカード１の構造について、図面を参照しながらより詳しく説明する。
以下、本発明の一実施形態であるプローブカード１の構造について、図面を参照しながらより詳しく説明する。
プローブカード１の配線基板２は、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂材からなるプリント配線基板によって形成されている。配線基板２は、例えば、プローブ３の設置面である主面８に対して反対の側となる反対の面９に、プローバー等の検査装置に接続するための端子（図示されない）を設けることができる。配線基板２は、配線４を介して、その端子と各プローブ３とを、それぞれ独立に、電気的に接続させることができる。
プローブ３は、上述したように、少なくとも１つが配線基板２の主面に設けられる。図１に例示されるように、２つ以上の複数のプローブ３が配線基板２の主面に設けられることが好ましい。
また、プローブ３は、上述したように、例えば、カンチレバー型とすることができる。図１では、プローブ３がカンチレバー型である場合が、模式的に示されている。
図１に例示されるプローブ３は、配線基板２への取り付け端となる取り付け部１１を有する。また、プローブ３は、取り付け部１１の端部（図１では下方側の端部）から図１の横方向（水平方向）に伸びるアーム状の本体部１２を有する。さらにプローブ３は、本体部１２の先端から図１の縦方向すなわち下方へ伸びる針先部１３を有する。針先部１３の先端には、針先１４が形成されている。
すなわち、プローブ３は、一方の端部に針先部１３を有し、他方の端部に配線基板２への取り付け部１１を有している。プローブ３は、取り付け部１１を介して配線基板２の主面８に設けられる。
プローブ３は、例えば、タングステン等の導電性の材料から構成されて、導電性を有する。
このような構造のプローブ３は、図１に示すように、プローブカード１の配線基板２の主面８により片持ち梁状に支持され、主面８の所定位置に配置される。例えば、図１に示されるプローブカード１では、各プローブ３の針先部１３が、配線基板２のプローブ設置面である主面８から離れる方向に伸びるように構成されている。
具体的に、図１に示すように、配線基板２のプローブ設置面である主面８が、図の下方に向けられる場合、各プローブ３の針先部１３の先端である針先１４は、主面８が向く方向と同じ方向である図の下方、または、斜め下方を向くように構成されている。
その結果、プローブ３では、針先部１３が配線基板２の主面８から間隔をおいて配置される。具体的に、図１に示すように、プローブ３では、針先部１３が配線基板２の主面８から下方に向けて間隔をおいて配置される。
プローブカード１において、誘電体膜６は、シート状の絶縁性の膜から構成されている。誘電体膜６は平らな板状の形状、すなわち平板状の形状を有する。
誘電体膜６は、配線基板２から間隔をおいて配置される。すなわち、誘電体膜６は、針先部１３よりも配線基板２から離れた位置で、誘電体膜６の一方の面２１が配線基板２のプローブ設置面である主面８、および針先部１３と対向するように、配線基板２の主面８から間隔をおいて配置される。
プローブカード１における誘電体膜６の配置構造についてより詳しく説明する。
例えば、図１に示すように、配線基板２の主面８は、図の下方に向けられる。そのような場合、誘電体膜６は、一方の面２１が、誘電体膜６よりも上方側にある配線基板２の主面８と対向するように、配線基板２から間隔をおいて配置される。
このとき、誘電体膜６は、プローブ３の針先部１３より、配線基板２から離れた位置に配置される。したがって、誘電体膜６は、針先部１３の先端にある針先１４と比べて、配線基板２からより離れた位置に配置される。具体的に、図１に示すようにプローブカード１が配置される例では、誘電体膜６は、配線基板２から下方に離れた位置で、一方の面２１が配線基板２の主面８と対向するように配置される。
そして、誘電体膜６は、配線基板２の主面８と対向する一方で、プローブ３の針先部１３とも対向するように配置される。すなわち、誘電体膜６では、一方の面２１が、配線基板２の主面８と対向するとともに、プローブ３の針先部１３の針先１４とも対向する。図１に示す例では、誘電体膜６は、配線基板２の主面８から下方に離れた位置で、その一方の面２１が、その上方に位置する針先部１３と対向するように配置される。
また、誘電体膜６は、上述したように、平板状の形状を有するが、その大きさは、電極を有する被検査体の全ての電極を同時に覆うことができる大きさとすることが好ましい。
例えば、誘電体膜６は、被検査体の電極形成面と同様の大きさ（例えば、面積）とすることや、配線基板２の主面と同様の大きさ（例えば、面積）とすることができる。また、平面視で半導体基板と同様の形状、例えば、平面視で略円形状の形状を有することができる。
例えば、誘電体膜６は、被検査体の電極形成面と同様の大きさ（例えば、面積）とすることや、配線基板２の主面と同様の大きさ（例えば、面積）とすることができる。また、平面視で半導体基板と同様の形状、例えば、平面視で略円形状の形状を有することができる。
また、誘電体膜６は絶縁性の部材からなる。そして、誘電体膜６は、柔軟性のある部材から構成されて、適度な柔軟性を有することが好ましい。誘電体膜６が適度な柔軟性を有することにより、プローブカード１においては、後述するように、プローブ３の針先部１３の高さばらつきの調整および被検査体との間の平行度の調整をより簡便にすることができる。
誘電体膜６を構成する材料としては、セルロースを用いた材料、例えば、紙材料を挙げることができる。
また、誘電体膜６を構成する材料としては、樹脂材料を挙げることができる。上述の樹脂材料としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、メタクリル・スチレン共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、四フッ化エチレン・エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂等を挙げることができる。
そして、誘電体膜６を構成する材料としては、誘電率（比誘電率）を有する材料が好ましく、その比誘電率値は、高い方が好ましい。
誘電体膜６を構成する材料が、上述したような比誘電率を備えた高誘電率の材料であることにより、後述するように、プローブ３は、被検査体の電極との間の信号の授受を有効に行うことができる。すなわち、プローブ３は、誘電体膜６を介した電気的に非接続の状態で、被検査体の電極と容量結合し、被検査体の電極との間の信号の授受を行うことができる。
また、誘電体膜６の厚み（図１に示す面２１と面２２との間の距離）については、薄い方が好ましい。
誘電体膜６が上述したように薄く形成されることにより、後述するように、プローブ３は、被検査体の電極との間の信号の授受を有効に行うことができる。
誘電体膜６が上述したように薄く形成されることにより、後述するように、プローブ３は、被検査体の電極との間の信号の授受を有効に行うことができる。
上述のように、プローブカード１において、誘電体膜６は、配線基板２から間隔をおいて配置され、一方の面２１が配線基板２の主面８に対向するとともに、針先部１３より主面８から離れた位置に配置されて、一方の面２１が針先部１３とも対向するように配置される。
プローブカード１は、後述するように、被検査体の電極と検査信号の授受を行うために、針先部１３が、誘電体膜６を挟んで被検査体の電極と対向するように配置される。そのため、プローブカード１において、誘電体膜６の一方の面２１は、図１に例示されるように、全てのプローブ３の針先部１３の針先１４と離間する状態でもよいし、少なくとも１つのプローブ３の針先１４と接触する状態でもよい。
このような誘電体膜６の配置構造を実現するために、プローブカード１では、図１に示すように、支持部材７を有している。プローブカード１において、誘電体膜６は、その周辺部の少なくとも一部で支持部材７に支持される。支持部材７は、配線基板２と誘電体膜６との間の距離が変動可能なように、配線基板２に取り付けられる。プローブカード１は、誘電体膜６が支持部材７によって配線基板２に支持されて、それらと一体化された構造を有する。
以下、プローブカード１における、支持部材７を用いた誘電体膜６の支持構造の例について説明する。
図２は、本発明の一実施形態であるプローブカードの配線基板に取り付けられた支持部材を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、プローブカード１において、支持部材７は、支柱３１と、スライド部３２と、ガイドレール３３と、第１ストッパ３４と、第２ストッパ３５とを有する。
支持部材７の上端部分が配線基板２の周縁部に取り付けられることにより、支持部材７が配線基板２に固定される。支持部材７の下端部分の内壁にはガイドレール３３が取り付けられている。ガイドレール３３の両端には、スライド部３２に当接してその移動範囲を拘束する第１ストッパ３４，第２ストッパ３５がそれぞれ設けられている。具体的に、ガイドレール３３の下端部分に第１ストッパ３４が設けられ、上端部分に第２ストッパ３５が設けられている。
スライド部３２は、ガイドレール３３によって、配線基板２の主面８と垂直となる方向（図１の上下方向）に案内される。スライド部３２は、第１ストッパ３４により、下方への移動が制限される。そのため、図１に示すように、例えば、配線基板２の主面８が図の下方に向けられる場合、この第１ストッパ３４によって、スライド部３２が支柱３１から下方に抜け落ちるのを防止することができる。
また、スライド部３２は、第１ストッパ３４により上方への移動が制限される。そのため、プローブ３の針先１４に誘電体６の一方の面２１が過度に接触するのを防止することができる。
このようにして、その誘電体膜６は、支持部材７のスライド部３２に固定的に取り付けられる。例えば、誘電体膜６はその周辺部の一部で、支持部材７のスライド部３２に取り付けられる。
以上により、誘電体膜６は、支持部材７により、第１ストッパ３４と第２ストッパ３５との間で、配線基板２の主面８に近づく方向および離れる方向へ移動可能に配線基板２に保持される。例えば、図１に示すように、誘電体膜６は、支持部材７により、スライド部３２を介して、第１ストッパ３４と第２ストッパ３５との間で、図の垂直方向へ移動可能に配線基板２に保持される。
ここで、誘電体膜６は、上述したように、例えば、樹脂材料等を用いて構成されて、適度な柔軟性を有する場合がある。
そのような場合、プローブカード１は、平板状の誘電体膜６が折れ曲がる等して、その形状を大きく損なうことがないように、適当な構造の誘電体膜６用の保持部材を用いることができる。プローブカード１は、その保持部材と一体化された誘電体膜６を、支持部材７によって支持することができる。
上述した誘電体膜６用の保持部材は、例えば、中心領域が開口した円形額縁状の形状を有し、誘電体膜６の折れ曲がり等の大きな変形を抑制できるような強度を有することが好ましい。次に、保持部材の材料および形状等を詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施形態であるプローブカードに用いられる誘電体膜用の保持部材を模式的に示す平面図である。
図３においては、誘電体膜６とそれを保持する保持部材４０が示され、さらに、支持部材７のスライド部３２が模式的に示されている。
保持部材４０は、上述したように、中心領域が開口した円形額縁状の形状を有している。保持部材４０は、木材、アルミニウムやステンレスのような金属材料、または、樹脂材料等を用いて構成することができる。
プローブカード１において、誘電体膜６は、図３に示すように、その周辺部が保持部材４０によって固定され、保持部材４０上に保持される。誘電体膜６の保持部材４０への固定は、例えば、適当な接着剤を用いた接着により行うことができる。
また、中心領域が開口した円形額縁状の保持部材４０を２つ準備し、その一対の保持部材４０を誘電体膜６を挟んで対向させ、上下方向から誘電体膜６の周辺部を挟みこむようにして誘電体膜６を保持することも可能である。その場合、誘電体膜６を保持部材４０に接着するための接着剤は不要とすることができる。
保持部材４０に保持された後の誘電体膜６においては、図３に示すように、その誘電体膜６が保持部材４０とともに、支持部材７のスライド部３２に固定的に取り付けられる。その結果、プローブカード１において、誘電体膜６は、保持部材４０を介して、周辺部の少なくとも一部が、支持部材７に支持される構造となる。
以上のような構造を備えた本発明の一実施形態のプローブカード１は、電極を有する被検査体の検査に用いることができる。例えば、被検査体である半導体チップの電気的接続のための検査治具として用いられる。
次に、本発明の一実施形態のプローブカード１を用いた、被検査体の検査について説明する。
図１に示した本発明の一実施形態であるプローブカード１は、上述したように、電極を有する被検査体の検査に用いることができる。その場合、電極を有する被検査体としては、例えば、半導体ウエハ上に形成され、半導体ウエハ上に検査用の電極となる電極パッドを有する半導体チップとすることができる。
図４は、本発明の一実施形態であるプローブカードを用いた半導体チップの電気的試験の方法を模式的に説明する図である。
図４では、電気的試験に用いられるプローブカード１と、被検査体となる半導体チップを有する半導体ウエハ５１とが模式的に示されている。半導体ウエハ５１には、多数の半導体チップが作り込まれている。半導体チップは、半導体ウエハ５１の半導体チップの形成面内で縦横に規則正しく配列されている。
尚、図４に示されたプローブカード１は、図１に示されたプローブカード１と同一であり、共通する構成要素は同一の符号を付し、重複する説明は極力省略することにする。また、図４では便宜上、半導体ウエハ５１に作り込まれた半導体チップの図示は省略され、半導体チップの検査用の電極である電極パッド５２のみが模式的に示されている。
図４に示されたプローブカード１は、図１を用いて説明したように、内部や表面等に配線４を有する配線基板２と、複数のプローブ３と、誘電体膜６とを有して構成される。プローブ３は、上述したように、例えば、カンチレバー型とすることができる。複数のプローブ３は、それぞれ、配線基板２の主面８に取り付けられる。
また、誘電体膜６は、図２等を用いて説明したように、支持部材７に支持されている。支持部材７は、配線基板２と誘電体膜６との間の距離が変動可能に配線基板２に取り付けられて、配線基板２やプローブ３等と一体化されている。誘電体膜６は、プローブ３の針先部１３よりも配線基板２から離れた位置で、一方の面２１が配線基板２の主面８と対向するとともに針先部１３と対向するように、配線基板２の主面８から間隔をおいて配置されている。
このような構造のプローブカード１は、上述したような電気的試験において、被検査体である半導体チップの電気的接続のための検査治具として用いられる。そのために、プローブカード１は、電気的試験を開始するにあたり、各プローブ３の針先部１３の針先１４が、対応する半導体チップの各電極パッド５２と対向するように位置合わせされる。
より具体的には、図１に例示された状態で、プローブカード１の針先部１３と半導体チップの電極パッド５２との間の位置の調整が行われ、針先部１３と電極パッド５２とが対向するように、半導体チップに対してプローブカード１が配置される。すなわち、プローブカード１と電極パッド５２との間で、図１および図４に示す水平方向（左右方向）の位置調整が行われ、針先部１３と電極パッド５２とが対向するように、位置合わせされる。
このとき、針先部１３と電極パッド５２との間には、誘電体膜６が配置されているが、針先部１３および電極パッド５２はそれぞれ、誘電体膜６と離間して配置され、互いに対向している。
その後、電気的試験では、プローブカード１は、針先部１３と電極パッド５２とが対向したままの状態で、半導体チップ（半導体ウエハ５１）に近づく方向に移動する。すなわち、図４の例では、プローブカード１は、下方にある半導体ウエハ５１に向けて移動し、半導体チップの上方から、半導体チップに近づくようにされる。
図５は、本発明の一実施形態であるプローブカードの誘電体膜が電極パッドに接触する状態を模式的に示す断面図である。
プローブカード１の誘電体膜６は、図５に示すように、半導体チップの電極パッド５２に接触するように配置され、半導体ウエハ５１上の全ての電極パッド５２を被覆する。すなわち、誘電体膜６は、半導体ウエハ５１上の全ての電極パッド５２を上方から覆うように配置される。
次に、プローブカード１では、針先部１３と電極パッド５２とが対向したままの状態で、半導体チップ（半導体ウエハ５１）にさらに近づくように移動する。
このとき、誘電体膜６は、上述したように、配線基板２からの間隔が変動可能となるように、配線基板２に支持されている。換言すれば、プローブカード１において、配線基板２と誘電体膜６とは、互いの間隔が可変となるように構成されている。
したがって、誘電体膜６は、電極パッド５２に接触したままの状態で移動せず、配線基板２およびその主面８に取り付けられたプローブ３のみが、電極パッド５２に近づくように移動する。すなわち、図５に示すように、誘電体膜６を電極パッド５２に接触させたままの状態で、プローブ３が電極パッド５２に向けて図の下方に移動する。
図６は、本発明の一実施形態であるプローブカードのプローブが誘電体膜を挟んで電極パッドと対向する状態を模式的に示す断面図である。
プローブ３が電極パッド５２に向けて図の下方に移動すると、プローブ３は、図６に示すように、誘電体膜６に接触するようになる。プローブ３の針先部１３は、誘電体膜６を挟んで、半導体チップの電極パッド５２と対向する状態になる。例えば、図６に示すように、針先部１３と電極パッド５２は、上下方向から誘電体膜６を挟んで対向する状態となる。
以上により、プローブカード１では、半導体チップの電気的試験の実施において、針先部１３が、誘電体膜６を挟んで、対応する電極パッド５２と対向する状態となる。針先部１３と電極パッド５２とは、誘電体膜６を挟むことによって、それらの間が電気的に非接触の状態（以下、「誘電体膜を挟んだ状態」という）にされる。
プローブカード１においては、上述したように、配線基板２の面９に設けられた端子（図示されない）が用いられ、各プローブ３と、プローバー等の検査装置（図示されない）との間の検査信号の授受が行われる。
その場合、プローブカード１では、検査装置からの検査信号が直流信号であると、検査信号の授受は行うことができない。すなわち、図６に示すように、プローブカード１は、誘電体膜６の介在によって、針先部１３と電極パッド５２との間が上述した絶縁性の誘電体膜を挟んだ状態にあるため、直流信号の授受は行うことができない。
しかしながら、プローブカード１においては、検査装置からプローブ３に供給される検査信号を交流信号とすることができる。その場合、プローブ３の針先部１３と半導体チップの電極パッド５２とを容量結合させ、検査信号を伝送させる等して、プローブカード１は、検査信号の授受を行うことができる。
したがって、プローブカード１は、被検査体の電気的試験のための、電気的接続用の検査治具として用いることができる。すなわち、プローブカード１は、被検査体である半導体チップの電極パッド５２に検査信号として交流信号を供給して検出した信号を分析する方法による半導体チップの電気的試験に用いることができる。
その場合、プローブカード１では、上述したように、プローブ３の針先部１３と半導体チップの電極パッド５２とを、誘電体膜６を挟んで容量結合させることによって、検査信号の伝送が行われる。
したがって、プローブカード１において、誘電体膜６は、高い比誘電率を有する材料から構成されることが好ましい。誘電体膜６が、高誘電率の材料から構成されることにより、針先部１３と電極パッド５２との間の高効率な容量結合が可能となる。
また、プローブカード１において、上述した誘電体膜を挟んだ状態は、電極パッド５２が誘電体膜６に接触し、針先部１３が電極パッド５２と対向する位置で誘電体膜６に接触する状態であることが好ましい。すなわち、上述した図６に例示された、針先部１３と電極パッド５２とがともに誘電体膜６に接触し、誘電体膜６を挟んで対向する状態が好ましい。このような状態を実現することにより、針先部１３と電極パッド５２との間の高効率な容量結合を実現することができる。
また、プローブカード１は、誘電体膜６を有することによって、例えば、プローブ３の針先部１３の高さにばらつきがあっても、針先部１３が誘電体膜６に接触するときに、その高さばらつきを吸収することができる。
例えば、上述した図１および図４に例示されたプローブカード１においては、プローブ３の針先部１３の針先１４の高さ位置、すなわち、配線基板２の主面８からの高さ位置にばらつきがあることがある。そのように針先部１３の高さばらつきがある場合であっても、図６に例示された状態のプローブカード１は、その高さばらつきを、誘電体膜６の局所的な変形等によって吸収することできる。
また、上述した図４に例示された電気的試験時のプローブカード１においては、被検査体である半導体チップを有する半導体ウエハ５１との間に、平行度のずれが生じることがある。
そのような平行度のずれがある場合、プローブカード１においてプローブ３の針先部１３の針先１４の高さ位置にばらつきがなかったとしても、針先１４と半導体チップの電極パッド５２との間の距離について、各プローブ３の間で違いが生じることがある。例えば、プローブカード１が半導体ウエハ５１に対して斜めに配置された場合、複数のプローブ３の中には、プローブカード１が半導体ウエハ５１に対して平行に配置された場合と比べて、その針先１４が電極パッド５２に近く配置されるものや、遠く配置されるものが生じる。このような状態は、結果的に、上述した針先１４の高さ位置にばらつきがある状態と同様となる。
しかしながら、プローブカード１と半導体ウエハ５１との間の平行度にずれがあり、上述したようなばらつきが生じたとしても、図６に例示された状態のプローブカード１は、各プローブ３の間で生じる、針先部１３と電極パッド５２との間の距離のばらつきを、誘電体膜６が、例えば、凹む等の変形をして吸収することできる。
したがって、誘電体膜６は、上述したように、柔軟性のある部材から構成されて、適度な柔軟性と厚さを有することが好ましい。
プローブカード１においては、プローブ３の針先部１３の高さばらつきがあり、または、プローブカード１と半導体ウエハ５１との間の平行度にずれがあり、それらの調整が必要になったとしても、誘電体膜６の変形等による吸収を期待することができ、それらの調整作業をより簡便な低難易度にすることができる。
以上によるプローブカード１を用いた電気的試験は、上述したように、半導体ウエハ上の半導体チップの検査用の電極である電極パッドに、検査信号を供給して検出した信号を分析する方法により行うことができる。この電気的試験により、半導体チップが半導体ウエハから切断、分離されるのに先立って、半導体チップが仕様書通りの性能を有するか否かの確認をして、被検査体を検査することができる。
半導体チップ等の被検査体の検査において、プローブカード１を用いることによって、単位時間あたりに検査できる半導体チップの数を増加させることができ、検査時間を短くすることができる。
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
例えば、本発明の一実施形態であるプローブカード１では、図１等に示されるように、１つの支持部材７が設けられているが、支持部材の数は１つに限られるわけではない。プローブカード１において、支持部材７の数は２つ以上とすることができる。同様の構造の支持部材７の数をより多く設け、誘電体膜６の周辺部をそれら複数の支持部材７によって支持する構造とすることで、プローブカード１において、支持部材７によるより安定した誘電体膜６の支持が可能となる。またその場合、誘電体膜６の変形を抑えるための保持部材４０を設け、複数の支持部材７の各スライド部３２を保持部材４０に固定的に取り付けるようにして、誘電体膜６を支持することが好ましい。
１，１０００ プローブカード
２，１００２ 配線基板
３，１００３ プローブ
４，１００４ 配線
６ 誘電体膜
７ 支持部材
８ 主面
９，２１，２２ 面
１１，１００６ 取り付け部
１２ 本体部
１３，１００５ 針先部
１４ 針先
３１ 支柱
３２ スライド部
３３ ガイドレール
３４ 第１ストッパ
３５ 第２ストッパ
４０ 保持部材
５１，１０１５ 半導体ウエハ
５２，１０１４ 電極パッド
２，１００２ 配線基板
３，１００３ プローブ
４，１００４ 配線
６ 誘電体膜
７ 支持部材
８ 主面
９，２１，２２ 面
１１，１００６ 取り付け部
１２ 本体部
１３，１００５ 針先部
１４ 針先
３１ 支柱
３２ スライド部
３３ ガイドレール
３４ 第１ストッパ
３５ 第２ストッパ
４０ 保持部材
５１，１０１５ 半導体ウエハ
５２，１０１４ 電極パッド
Claims (10)
- 電極を有する被検査体の検査に用いられ、前記電極と検査信号の授受を行うプローブカードであって、
配線を有する配線基板と、
一方の端部に針先部を有し他方の端部で前記配線基板の主面に取り付けられて、前記針先部が前記配線基板の主面から間隔をおいて配置される少なくとも１つのプローブと、
前記針先部よりも前記配線基板から離れた位置で前記配線基板の主面と対向するとともに前記針先部とも対向するように、前記配線基板の主面から間隔をおいて配置される誘電体膜とを有し、
前記針先部が、前記誘電体膜を挟んで前記電極と対向するように配置され、前記誘電体膜を挟んだ状態で、前記電極と前記検査信号の授受を行うことを特徴とするプローブカード。 - 前記誘電体膜を挟んだ状態とは、前記電極が前記誘電体膜に接触し、前記針先部が前記電極と対向する位置で前記誘電体膜に接触する状態であることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
- 前記針先部が、前記誘電体膜を挟んだ状態で前記電極と容量結合することによって、前記電極と前記検査信号の授受を行うことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
- 前記誘電体膜は、前記配線基板からの間隔が変動可能に前記配線基板に支持されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
- 前記誘電体膜は、その周辺部の少なくとも一部で支持部材に支持され、
前記支持部材は、前記配線基板と前記誘電体膜との間の距離が変動可能に前記配線基板に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。 - 前記誘電体膜は、柔軟性のある部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
- 前記誘電体膜は、柔軟性のある部材で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
- 前記誘電体膜は、紙材料および樹脂材料の少なくとも一方を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
- 前記誘電体膜は、紙材料および樹脂材料の少なくとも一方を用いて構成されることを特徴とする請求項６に記載のプローブカード。
- 前記プローブは、カンチレバー型プローブまたは垂直型プローブであることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
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