JPH0252257A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、プローブ装置に関する。

（従来の技術） 一般に、プローブカードは、プローブ装置に設置され被
検査体例えば半導体ウェハ上に形成されたＩＣチップの
電極パッドとテスタを電気的に配線する接続体として用
いられている。

今般、半導体製造工程の技術革新により、ＩＣチップの
高集積化が進み、一定面積に対してＩＣチップを構成す
る回路数が増加している。又、１チツプあたりの電極パ
ッド数も回路数とともに増加している。即ち、回路を構
成するリード線や電極パッドが超微細化されている。又
、各リード線や各電極パッド間隔も狭くなっている。こ
のようなＩＣチップを検査する際に、プローブカードも
対応要求されている。このような要求に対して、プロー
ブカードの接触子となるプローブ端子数を一定面積内に
増加する手段として、例えばプローブ端子を被検査体に
対してほぼ垂直に実装したものが、特公昭５８−１１７
４１号、特開昭６０−１８９９４９号。

特開昭６１−１５４１３７号、特開昭６１−２０５８７
０号、実公昭５９−１２６１５号、実公昭６２−３６１
３９号、実公昭６２−４４３６５号公報等に提案されて
いる。又、絶縁基板に、フォトリソ技術により導電パタ
ーンおよびプローブ端子を形成しプローブ端子の増加に
対処したものは、例えば特公昭５８４１７３９号、特公
昭５９−１８８６４号。

特公昭６１．−１４６５９号、特開昭５８−１６２０４
５号、特開昭５８−１９７８３５号、特開昭５９−９９
３４号、特開昭５９−９９３５号、特開昭５９−１９３
４２号、特開昭５９−１．４１２３９号、特開昭５９−
１４４１４２号、特開昭５９−１４８３４５号、特開昭
６０−１９８８３８号、特開昭６１−２３３８号、特開
昭６１−１５４０４４号公報等に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記記載の基板にプローブ端子を垂直固
定したものでは、電極パッドへの接触検査時にプローブ
端子先端を被検査体である電極パッド表面に衝撃的に接
触させ、さらにオーツベートライブを加えるためプロー
ブ端子に歪等のダメージを与え、プローブ端子が脆くな
り耐久性に欠けるという問題があった。

又、フォトリソ技術により形成したプローブカードでは
、フォトリソ工程中絶縁体に導電パターンおよびプロー
ブ端子の形成で加熱を含む処理を実行する。この加熱時
に導電パターンおよびプローブ端子が膨張状態になる。

又、これら工程後常温状態に戻った時、上記導電線およ
びプローブ端子は、収縮する。この履歴による、導電パ
ターンおよびプローブ端子が膨張状態から収縮する時に
、上記導電パターンおよびプローブ端子を形成する絶縁
体に応力が加わる。すると、この絶縁体に歪等例えば反
りが発生し、高精度の要求されるプローブカードの作成
は困難であった。

この発明は上記点に対処してなされたもので、超微細化
された被検査体の電極列に対応してプローブカードにプ
ローブ端子を精度良く配列出来き、このプローブカード
で検査を実行することにより、正確な検査が行なえる効
果を得るプローブ装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、被検査体の電極列に対応した導電線が夫々
絶縁されて形成された絶縁体と、この絶縁体の裏面に上
記導電線の形成により絶縁体に及ぼす力と対応する力を
加えたプローブカードを具備し、上記被検査体の電極列
に上記導電線を電気的に接触させ検査を行なうことを特
徴とするプローブ装置を得るものである。

（作用効果） 被検査体の電極列に対応した導電線が夫々絶縁されて形
成された絶縁体と、この絶縁体の裏面に上記導電線の形
成により絶縁体に及ぼす力と対応する力を加えたプロー
ブカードを具備し、上記被検査体の電極列に上記導電線
を電気的に接触させ検査を行なうことにより、超微細化
された被検査体の電極列に対応してプローブカードにプ
ローブ端子を精度良く配列でき、このことにより、被検
査体の検査を正確に行なえる効果がある。

（実施例） 次に、本発明プローブ装置を半導体ウェハの検査を行な
うウエハプローバに適用した一実施例につき図面を参照
して説明する。

被検査体例えば半導体ウェハ■に規則的に形成されたＩ
Ｃチップ■の多数の電極パッド（３）の配列パターンと
、電気特性の検査を行なうテスタ（図示せず）との電気
的接触を行なうプローブカード（へ）は、ウエハプロー
バに設けられている。

上記プローブカードに）は、第１図に示すように、主に
、弾性変形しない支持体０と、熱歪みに対し一 て補償する水晶板０と、この水晶板（０に形成された導
電パターン■から構成されている。

」二記水品板（６）は、弾性変形可能であり、水晶板０
上には、接触端子となるプローブ端子部（８）を兼ねる
導電パターン■が多数形成されている。この導電パター
ン■の配列は、第３図のように夫々が絶縁状態で、一端
側即ちプローブ端子部（８）側で。

ＩＣチップ■の電極パッド（３）に対応している。上記
導電パターン■の構成は、まず、ぬれ材として水晶とな
じみ易い金属例えばクロム（Ｃｒ）層０が例えば５００
人　スパッタされている。次に、このＣｒとなじみ易い
金属例えば金（Ａｕ）ｆｆ　（１０）が例えば５００人
スパッタされていて、この両者で下地膜を形成している
。そして、この下地膜上に、電気的検査信号の伝導路と
なる導電層（１１）が例えば５μｍ程度電解メツキによ
り形成されている。この導電層（１１）の材質は、電気
良導体である例えば、金、銀。

銅等が望ましい。ここでこのような構成の導電パターン
■を、水晶板０の一面のみに形成すると、導電パターン
の応力により水晶板（０に変形例えば反りが起こる。即
ち、導電パターンの形成時に、加熱を含む処理を実行す
るので、感電パターンが加熱状態から常温状態に復帰す
る時に、収縮し、水晶板（へ）の−面から応力が加わり
変形する。ここで、この変形を防止するために、変形防
止対策がなされている。例えば第２図に示すように、導
電パターン■を、水晶板０の両面に同じ配置で形成する
。すると、導電パターン■の形成による応力が、水晶板
０の両面の同位置に、同程度加わる。

このことにより、水晶板０に加わる応力は、両面から互
いに干渉し合い、水晶板０に反り等の変形が起きない。

又、水晶板（へ）に両面から応力が加わるので、水晶板
０の反撲力が強くなる。

そして、上記のように。両面に導電パターン■を形成し
た水晶板■には、導電パターン■の一端側にプローブ端
子部（８）が設けられている。このプローブ端子部（８
）は、検査対象ＩＣチップ■の電極パッド■パターンに
対応した位置において、第４図に示すように各導電パタ
ーン■毎に、水晶板０の先端が針状の鋭角状態となる如
く形成されている。例えば所定のエツチング技術により
形成されている。このようにして被検査体と接触をとる
接触部が構成されている。

次に、この接触部を支持する支持部について説明する。

この支持部は、絶縁性で弾性変形しない材質例えばセラ
ミックス製の支持体（ハ）から構成されている。この支
持体０の所定の位置には、上記ＩＣチップ■に形成され
た電極パッド■パターンの形状よりやや大きめの開口部
（１２）が設けられている。

又、この開口部（１２）から所定の間隔を設けて周設す
るように、絶縁性の突起（１３）が、例えば樹脂系接着
剤により支持体（ハ）に取着されている。そして、導電
線（］４）がこの突起（１３）の外周から被検査体を検
査するテスタ（図示せず）と接続するコネクタ位置まで
夫々絶縁状態で配線されている。このような支持体（ハ
）の開口部（１２）に沿って、」１記接触部が１乃至複
数設置されている。この設置は、第５図に示すように水
晶板（６）と、支持体０とを、樹脂例えばアクリル系樹
脂接着材により接着したもの一 である。この時、水晶板（６）を全面接着するのではな
く、支持体■に設けられた突起（１３）に、水晶板０の
予め定められた位置で当接し、開口部（１２）位置にお
いて、プローブ端子部（８）が遊端となる如く接着しで
ある。即ち、各プローブ端子部（８）が、被検査体とな
るＩＣチップ■の電極パッド■配列パターンと対応する
如く設置されている。ここで、上記接触部がＩＣチップ
■の各辺に対応して、夫々別々に形成されていた場合、
支持体０の開口部（１２）の各辺に、上記説明した接着
方法により、夫々対応した接触部を接着すれば良い。そ
して、この接着後、水晶板０に形成された導電パターン
■と、支持体０の導電線（１４）とをワイヤーボンディ
ング法により、例えば金線（１５）で電気的導通状態と
して接続する。このようにしてプローブカードΩ）が構
成されている。

」二連したプローブカード（イ）の接触部は、例えば次
のようにして製造することができる。

まず、例えば厚さ方向を結晶軸のＺ方向とされ、鏡面仕
上げされた厚さ例えば１００卯程度の水晶板（へ）を所
定の位置に設置する。

次に、水晶板■の両面同時に、下地膜として水晶となじ
み易い金属例えばクロムを厚さ例えば５００人程鹿のス
パッタし、クロム層（９）を形成する。

さらに下地膜として、両面のクロム層（９）上へ同時に
、クロムとなしみ易い金属例えば金を厚さ例えば５００
人程人程パッタし、金層（１０）を形成する。

そして、金層（１０）上に金を電解メツキし所定の全膜
厚を得た後両面にレジストを塗布し、露光および現像に
より、不要な部分のレジスト、即ち、導電パターン■お
よびプローブ端子部（８）を形成する以外の位置のレジ
ストを除去する。

この後、露出した金層（１０）およびこの金層（１０）
位置に対応するクロム層（９）を、除去するため例えば
ウェットエツチングを行なう。このことにより、所望す
る導電パターンωおよびプローブ端子部（８）を形成す
るための下地膜が、夫々絶縁状態で水晶板（６）」二に
形成される。

そして、下地膜上にマスクとして形成されているレジス
トを除去した後、下地膜および水晶板（へ）の露出して
いる部分、即ち、−面にレジストを塗布する。その後露
光および現像により、プローブ端子部（８）のみの、下
地膜が形成されていない部分のレジストを除去する。

この状態で、プローブ端子部（８）において露出してい
る水晶板０を、例えば弗化アンモニウム等の腐蝕液によ
りウェットエツチングを行なう。この時、下地膜および
プローブ端子部（８）以外の水晶板■は、レジストがマ
スクとなってエツチングは行なわれない。

次に、不用となったレジストをすべて除去する。

この後、下地膜上に電解メツキにより電気良導体の金属
、例えば金又は銀又は銅を厚さ例えば５ρ程度形成する
。このことにより、下地膜上に導電パターン■およびプ
ローブ端子部（８）が形成される。

又、上記導電パターン■およびプローブ端子部（８）と
なる金属に、銀又は銅を使用する場合、銀又は銅層の酸
化を防止するために、酸化防止金属として例えば金層を
電解メツキにより厚さ例えば２μｍ程度形成しても良い
。

」１記のようにして形成された接触部を設置したプロー
ブカード（イ）を、ウェハ（１）の検査装置であるウエ
ハプローバに配置しウェハ（１）に形成されたＩＣチッ
プ■の検査を行なう。次に、検査における動作作用を説
明する。

まず、被検査体例えばウェハ（１）をプローブカード（
イ）設置対向位置に設定する。ここで、ウェハ（１）と
プローブカードＧ）とを相対的に近接する如く移動例え
ばウェハ（１）を上昇して、プローブカード０）のプロ
ーブ端子部（８）とウェハ（１）に形成されたＩＣチッ
プ■の電極パッド（３）を当接させる。そして、さらに
ウェハ（１）を上昇し、即ち、オーバードライブを所定
量かける。このオーバードライブにより、プローブ端子
部（８）とＩＣチップ■の電極パッド（３）とを正確に
接続する。この時、保護のため、プローブ端子部（８）
が設置されている水晶板（０の弾性力により、プローブ
端子部（８）がやや上方向に押し上げられる。ここで、
上記オーバードライブの移動量は、水晶板（へ）に、両
面から応力がかけられてぃるため、水晶板０自体の反撲
力が強く、少しの移動量のみで良い。又、このような接
続状態で、ＩＣチップ■の入力電極にテスタから出力さ
れたテスト信号をプローブ端子部（８）より印加し、Ｉ
Ｃチップ■の出力電極に発生する電気的信号を他のプロ
ーブ端子部（８）からテスタに出力し、ＩＣチップ（２
）の検査を行なう。この検査終了後、ウェハ■を所定量
だけ下降する。このことにより、プローブ端子部（８）
と電極パッド■は非接触状態となる。この時プローブ端
子部（８）は、水晶板０の反力により、所定の元の状態
に復帰する。

上述したようにこの実施例によれば、被検査体の電極列
に対応した導電線が夫々絶縁されて形成された絶縁体と
、この絶縁体の裏面に上記導電線の形成により絶縁体に
及ぼす力と対応する力を加えたプローブカードを具備し
、上記被検査体の電極列に上記感電線を電気的に接触さ
せ検査を行なうことにより、超微細化された被検査体の
電極列に対応してプローブカードにプローブ端子を精度
良く配列でき、又、被検査体の検査を正確に行なえる効
果がある。

さらに、水晶板の両面に導電パターンを形成したことに
より、導電パターンの形成により水晶板の両面に同じ応
力が加わる。すると水晶板の反撲力が強くなる。反撲力
が強くなると、検査時に、電気的接触をとるためのオー
バードライブ量が少なくてすむ。すると、オーバードラ
イブに費される時間が少なくてすみ、検査時間を短縮す
ることができる。

この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、被
検査体は半導体ウェハでなくとも、液晶テレビなどの画
像表示装置等に用いられるＬＣＤ基板の検査に用いても
同様な効果が得られる。

又、上記実施例では、導電パターンの形成により水晶板
に加わる応力で水晶板の反り等の変形が発生し、この変
形を防止するため、水晶板の両面に同じ導電パターンを
形成したものについて説明したが、これに限定するもの
ではなく、検査に用いられる導電パターンから水晶板に
加わるカと対応する如く、水晶板の裏面に力を加えられ
るものなら何れでも良い。さらに導電パターンを形成す
る絶縁体は、水晶板でなくとも、弾性変形可能なものな
ら何れでも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プローブ装置の一実施例を説明するため
のプローブ装置に設置されるプローブカードの構成図、
第２図は第１図プローブカードの接触部の断面図、第３
図は第１図プローブカードの接触部の平面図、第４図は
第３図接触部の先端説明図、第５図は第１図プローブカ
ードの平面図である。 ４・・プローブカード　　５・・・支持体６・・・水晶
板　　　　　　７・・・導電パターン８・・プローブ端
子部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査体の電極列に対応した導電線が夫々絶縁されて形
   成された絶縁体と、この絶縁体の裏面に上記導電線の形
   成により絶縁体に及ぼす力と対応する力を加えたプロー
   ブカードを具備し、上記被検査体の電極列に上記導電線
   を電気的に接触させ検査を行なうことを特徴とするプロ
   ーブ装置。