WO2006075436A1 - 検査用接触構造体及びプローブカード - Google Patents

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conductive
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Takashi Amemiya
Shuichi Tsukada
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Tokyo Electron Limited
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    • H01R2201/20—Connectors or connections adapted for particular applications for testing or measuring purposes

Definitions

  • the present invention relates to a contact structure for inspection and a probe card for contacting an object to be inspected and inspecting electrical characteristics of the object to be inspected.
  • the electrical characteristics of electronic circuits such as ICs and LSIs formed on a semiconductor wafer are inspected by, for example, using a plurality of probe needles arranged on the lower surface of a probe card to connect each electrode of the electronic circuit on the wafer. This is done by bringing the pad into electrical contact. For this reason, the probe needle must be arranged according to the position of each electrode pad.
  • An anisotropic conductive sheet has a plurality of conductive parts that have elasticity even on one side of the sheet serving as an insulating part, and the conductive parts can be formed in a very fine and narrow pitch.
  • the anisotropic conductive sheet as described above is simply used, since the conductive part is narrow and fine, the dimension of the conductive part in the height direction is limited. The amount of displacement in the height direction due to the elasticity of the part becomes smaller. For this reason, for example, variations in the height of many electrode pads on the wafer surface cannot be sufficiently absorbed by the elasticity of the conductive part, and the contact between the conductive part and the electrode pad becomes unstable within the wafer surface. In addition, the probe card side tilt and distortion caused by probe card attachment and thermal expansion cannot be sufficiently absorbed by the elasticity of the conductive part, making the contact of the electrode pad unstable within the wafer surface.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 3-196416 (Patent No. 3038859)
  • the present invention has been made in view of the points to be applied, and it is possible to make contact portions with respect to an object to be inspected, such as a wafer, extremely fine and narrow pitch, and to stably perform contact with the object to be inspected. It is an object to provide an inspection contact structure and a probe card that can be used. Means for solving the problem
  • the present invention provides an inspection contact structure that is in electrical contact with an object to be inspected to inspect the electrical characteristics of the object to be inspected, comprising a flat substrate, A plurality of conductive portions attached to both surfaces of the substrate and having elasticity, and a sheet composed of an insulating portion connecting the conductive portions to each other.
  • the conductive portion is formed so as to penetrate the sheet and protrude the double-sided force of the sheet, and the substrate has a plurality of energization paths that pass linearly in the thickness direction corresponding to the conductive portion. It is formed to do.
  • the conductive portions of the sheets on both sides of the substrate are in contact with the corresponding end portions of the current paths so as to sandwich the current paths.
  • the present invention since a sheet having a large number of conductive portions formed in the sheet surface is used, it is possible to realize an extremely fine and narrow pitch contact portion. Since the sheet is attached to both sides of the substrate, the conductive part of the sheet on the inspection object side comes into contact with the inspection object, and the variation in height of the inspection object can be absorbed by the elasticity of the conductive part. In addition, the conductive part of the sheet on the side opposite to the object to be inspected contacts the connection terminal of the circuit board that provides the electrical signal for inspection on the probe card side, for example, and the elasticity of the conductive part makes the entire probe card or circuit It can absorb the distortion and tilt of the substrate. Therefore, even if the contact area is fine and the pitch is narrow, the contact with the object to be inspected is stable, and the electrical characteristics are properly inspected.
  • the conductive portions of the sheets on both sides of the substrate and the current path of the substrate may be arranged coaxially.
  • a force acts on the substrate coaxially from the conductive parts on both sides through the current path. Therefore, only the opposing couple in the thickness direction acts on the substrate, and no bending moment acts on it, so that damage to the substrate can be prevented.
  • the effect is particularly significant when using extremely thin substrates of 1 mm or less.
  • the sheet is fixed to a frame formed along the outer periphery of the sheet, and the frame It may be fixed to the substrate by a loop. In such a case, the stagnation and distortion of the sheet itself can be suppressed, and the sheet can follow the surface of the substrate. As a result, contact by the conductive part in the sheet surface can be performed uniformly.
  • the frame may be bonded to the substrate with an adhesive made of silicon.
  • the frame can be removed from the board relatively easily, so that seat replacement and maintenance can be performed easily.
  • a tapered contact that contacts the object to be inspected may be attached to the tip of the conductive part of the sheet located on the object side.
  • the contact pressure with the object to be inspected increases, the electrical contact with the object to be inspected can be further stabilized.
  • wear of the conductive part can be prevented.
  • the present invention according to another aspect is a probe card for inspecting the electrical characteristics of an object to be inspected, which is provided between the circuit board and the circuit board and the object to be inspected. And an inspection contact structure for energizing between the body and the circuit board.
  • the inspection contact structure includes a flat board, and a sheet that is attached to both sides of the board and includes a plurality of elastic conductive parts and an insulating part that connects the conductive parts to each other. Yes.
  • the conductive portion is formed so as to penetrate the sheet and protrude the double-sided force of the sheet, and a plurality of energization paths penetrating linearly in the thickness direction correspond to the conductive portion on the substrate. It is formed to do.
  • the conductive portions of the sheets on both sides of the board are in contact with the ends of the corresponding current paths so as to sandwich the current path, and the inspection contact structure is configured to be detachable from the circuit board. Being! Speak.
  • the inspection contact structure since the above-described inspection contact structure is detachable from the circuit board, the inspection contact structure can be removed to facilitate maintenance of the inspection contact structure such as, for example, replacement of a sheet. It can be carried out.
  • the contact structure for inspection may be bonded to the circuit board with an adhesive made of silicon. In such a case, the inspection contact structure can be easily removed from the circuit board.
  • the circuit board may be formed with a suction port for adsorbing the substrate of the inspection contact structure. In such a case, stop the suction from the suction port.
  • the inspection contact structure can be attached to and detached from the circuit board.
  • the present invention since the electrical characteristics of the object to be inspected are stably inspected, it is possible to reliably detect defects in the electronic device and improve the quality.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the configuration of a probe device.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a longitudinal section showing a configuration of an inspection contact structure.
  • FIG. 3 A sheet and a plan view.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of a sheet.
  • FIG. 5 is an explanatory view of a longitudinal section of a probe device showing a state where a conductive portion and an electrode pad are in contact with each other.
  • FIG. 6 is a plan view of a silicon substrate when a wiring pattern is formed on the upper surface.
  • FIG. 7 is a plan view of a silicon substrate when a wiring pattern is formed on the upper surface.
  • FIG. 8 is an explanatory view of a longitudinal section of a probe device provided with a pipe having a suction port.
  • FIG. 9 is an explanatory view of a longitudinal section of an inspection contact structure equipped with a tapered contact.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the internal configuration of the probe apparatus 1 in which the contact structure for inspection according to the present embodiment is used.
  • the probe device 1 is provided with, for example, a probe card 2 and a mounting table 3 on which a wafer W as an object to be inspected is mounted.
  • the probe card 2 includes, for example, a circuit board 10 for sending an electrical signal to the electrode pad U of the wafer W on the mounting table 3, a holder 11 for holding the outer periphery of the circuit board 10, and a wafer W for the circuit board 10.
  • the inspection contact structure 12 is mounted on the side of the wafer W and is in contact with the electrode knot U on the wafer W to energize between the circuit board 10 and the electrode pad U.
  • the circuit board 10 is formed, for example, in a substantially disk shape. On the lower surface of the circuit board 10, a plurality of connection terminals 10 a are formed for electrical connection with the inspection contact structure 12.
  • the inspection contact structure 12 includes, for example, a flat silicon substrate 20, a first sheet 21 attached to the upper surface of the silicon substrate 20, and a second sheet attached to the lower surface of the silicon substrate 20. Equipped.
  • the silicon substrate 20 is formed in a thin, rectangular flat plate shape of, for example, about 200 ⁇ m to 400 ⁇ m.
  • a plurality of current paths 23 penetrating perpendicularly to the upper and lower surfaces are formed.
  • Each of the current paths 23 is formed so as to correspond one-to-one to a plurality of electrode pads U on the wafer W, for example.
  • An upper connection terminal 23 a is formed at the upper end of the current path 23, and a lower connection terminal 23 b is formed at the lower end of the current path 23.
  • the processing of the silicon substrate 20 is performed by an etching cache using a photolithography technique.
  • the first sheet 21 and the second sheet 22, as shown in Fig. 3, are elastic rubber sheets formed in a square shape, for example, as a whole, and are closely arranged in the sheet surface. It comprises a plurality of conductive parts 30 and an insulating part 31 connecting the conductive parts 30 and 30. As shown in FIG. 2, the plurality of conductive parts 30 are arranged at positions corresponding to the electrode pads U of the wafer W and the current paths 23 of the silicon substrate 20 on a one-to-one basis.
  • the insulating part 31 is made of, for example, a polymer material having insulating properties and elasticity. For example, as shown in FIG. In addition, conductive particles A are densely packed in a polymer material having insulating properties and elasticity.
  • Each conductive part 30 is formed in a quadrangular prism shape that penetrates the sheet and also projects the double-sided force of the sheet.
  • the conductive portion 30 has conductivity in a pressurized state, and has elasticity in the protruding direction on both sides of the sheet.
  • the thickness T of the insulating portion 31 is set to about 100 m, for example, and the height H from the sheet surface of the conductive portion 30 is formed to be about 30 m, which is about 0.3 times the thickness of the insulating film 31.
  • the width D of the conductive part 30 is, for example, about 85 m, and the pitch P between the adjacent conductive parts 30 is set to about 180 m.
  • the outer peripheries of the first sheet 21 and the second sheet 22 are fixed to a metal frame 40, for example.
  • the metal frame 40 has a frame shape along the outer peripheries of the sheets 21 and 22.
  • support portions 41 made of an adhesive made of silicon are formed on both surfaces of the outer peripheral portion of the silicon substrate 20.
  • a metal frame 40 of the first sheet 21 is fixed to the support portion 41 on the upper surface of the silicon substrate 20.
  • a metal frame 40 of the second sheet 22 is fixed to the support portion 41 on the lower surface of the silicon substrate 20.
  • the height of the support portion 41 is adjusted so that, for example, the conductive portions 30 of the sheets 21 and 22 are in contact with the connection terminals of the current path 23 of the silicon substrate 20 in a pressurized state. That is, in the state where the first sheet 21 is fixed to the upper surface side of the silicon substrate 20, each conductive portion 30 is in contact with the corresponding upper connection terminal 23a. In the state where the second sheet 22 is fixed to the lower surface side of the silicon substrate 20, each conductive portion 30 is in contact with the corresponding lower connection terminal 23b. Therefore, the conductive portion 30 of the first sheet 21 and the conductive portion 30 of the second sheet 22 and the conductive path 21 are connected on the same axis in the vertical direction.
  • the silicon substrate 20 is supported on the lower surface of the circuit substrate 10 by a support body 50 disposed further outside the support portion 40 on the upper surface of the silicon substrate 20.
  • the support 50 is composed of, for example, a silicon adhesive cover. The height of the support 50 is adjusted so that, for example, the upper end surface of the conductive portion 30 of the first sheet 21 contacts the connection terminal 10a of the circuit board 10 in a pressurized state.
  • the mounting table 3 is configured to be movable, for example, left and right and up and down, and can move the mounted wafer W three-dimensionally.
  • the wafer W is mounted at a predetermined position on the mounting table 3, and then the mounting table 3 moves to move the wafer W onto the mounting table 3 as shown in FIG.
  • the electrode pads U of the second electrode 22 are in contact with the corresponding conductive portions 30 of the second sheet 22.
  • an electrical signal for inspection is transmitted from the circuit board 10 to the electrode pad U through the conductive part 30 of the first sheet 21 and the conductive path 23 of the first sheet 21 and the conductive part 30 of the second sheet 22 in order in the inspection contact structure 12.
  • the electrical characteristics of the circuit on wafer W are inspected.
  • the sheets 21 and 22 are arranged on both surfaces of the silicon substrate 20, and the conductive portion 30 of the second sheet 22 contacts the electrode pad U on the wafer W.
  • a fine contact area of 100 m or less can be realized at a pitch of 180 m or less.
  • the conductive portion 30 of the second sheet 22 on the lower surface side of the silicon substrate 20 is elastic and the height of the electrode pad U on the wafer W is increased. The variation in thickness can be absorbed.
  • the conductive portion 30 of the first sheet 21 on the upper side of the silicon substrate 20 can absorb the distortion and inclination of the circuit board 10 due to its elasticity, and the level of the inspection contact structure 12 is maintained. As a result, the contact between the electrode pad U in the wafer surface and the conductive part 30 of the probe card 2 can be stably performed, and the inspection in the wafer surface can be performed appropriately.
  • each electrode pad U of the wafer W is arranged. Is pressed by the conductive portion 30, only the opposing stress in the thickness direction acts on the silicon substrate 20, and no bending moment acts on the silicon substrate 20, thereby preventing damage to the extremely thin silicon substrate 20.
  • the metal frame 40 Since the outer peripheries of the first sheet 21 and the second sheet 22 are fixed by the metal frame 40, and the metal frame 40 is attached to the support part 41 of the silicon substrate 20, the distortion of the sheets 21, 22 itself is caused.
  • the sheets 21 and 22 can follow the surface of the silicon substrate 20 while preventing bending. As a result, the contact of the conductive part 30 in the surfaces of the sheets 21 and 22 can be performed uniformly.
  • the metal frame 40 of the first sheet 21 and the second sheet 22 is fixed to the silicon substrate 20 with an adhesive made of silicon, the first sheet 21 and the second sheet 22 are removed from the silicon substrate 20. It can be easily removed. Therefore, the maintenance of the first sheet 21 and the second sheet 22 can be easily replaced.
  • the inspection contact structure 12 is detachable from the circuit board 10, and the inspection contact structure 12 is attached to the circuit board. Can be easily removed from 10. As a result, maintenance of the inspection contact structure 12 can be easily replaced.
  • the photolithography technique can be used, for example, at least if the upper surface or the lower surface of the silicon substrate 20 is shifted.
  • a predetermined wiring pattern for connecting predetermined connection terminals with a metal wire.
  • a specific upper connection terminal 23a may be connected to each other by a metal wire 60 on the upper surface of the silicon substrate 20, and as shown in FIG. They may be connected by a metal wire 60 to form parallel connection lines.
  • a plurality of conductive portions 30 to which the upper connection terminals 23a are connected can be used, for example, for the inspection of the same electrode.
  • the inspection is performed more reliably.
  • the connection wiring pattern of the upper connection terminal 23a on the silicon substrate 20 can be created according to the pattern of the electronic circuit, it is relatively easy to change the wiring pattern rather than changing the wiring pattern in the circuit board 10. And can be applied appropriately to all electronic circuit patterns.
  • a wiring pattern for connecting the specific lower connection terminals 23b may be formed on the lower surface of the silicon substrate 20.
  • the silicon substrate 20 may be fixed to the circuit board 10 by suction.
  • a pipe 71 having a suction port 70 opened at the lower end is provided on the lower surface of the circuit board 10.
  • the pipe 71 passes through the circuit board 10 of the probe card 2 and is connected to a negative pressure generator 72 installed outside the probe card 2, for example.
  • the negative pressure generator 72 sucks the contact structure 12 from the suction port 70, and the silicon substrate 20 is fixed to the circuit board 10 by the suction force.
  • the inspection contact structure 12 can be easily detached from the circuit board 10.
  • the inspection contact structure 12 may be detachable from the circuit board 10 by magnetic force.
  • the inspection contact structure 12 when the inspection contact structure 12 is detachable from the circuit board 10, the inspection contact structure 12 can be easily removed from the probe card 2 and replaced. it can.
  • the conductive portion 30 of the first sheet 21 can absorb the distortion and inclination of the circuit board 10 due to its elasticity, for example, even if the circuit board 10 has a stagnation, stable contact can be achieved. The state can be obtained. Therefore, even in a normal working environment away from the prober, the inspection contact structure 12 can be replaced without fine adjustment.
  • the probe card 2 directly the circuit board 10
  • the contactor conductive portion 30 in this embodiment
  • the contactor that directly contacts Ueno and W is attached. It can be formed in a desired plane. In other words, it can be made parallel to the probe card 2 without fine adjustment.
  • a contact for contacting the electrode pad U of the wafer W may be attached to the tip of the conductive portion 30 of the second sheet 22 described in the above embodiment.
  • a plurality of tapered contacts 80 with sharp tips are arranged so as to correspond to the respective conductive portions 30 and are held by holders 81.
  • the contact 80 is made of, for example, a conductive metal.
  • the holder 81 is formed in a flat plate shape, for example, and is made of an insulating material.
  • the outer peripheral portion of the holder 81 is supported on the lower surface of the silicon substrate 20 by a support member 82, for example, and the upper end surface of the contact 80 is in contact with the lower end surface of the conductive portion 30 in a pressurized state.
  • the electrode pad U on the wafer W is pressed against the tip of the contact 80, and the electric signal of the circuit board 10 is applied to the electrode pad U through the contact 80. Supplied. In such a case, the contact pressure between the contact 80 and the electrode pad U increases, so that the contact can be made more stable.
  • the conductive part 30 does not directly contact the electrode pad U, it is possible to prevent the conductive part 30 from being worn or damaged.
  • the substrate constituting the inspection contact structure 12 is The substrate is not limited to a silicon substrate, and may be, for example, an organic substrate that can be etched, a silicon dioxide substrate, or a glass substrate. Furthermore, the present invention can be applied to the case where the object to be inspected is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than the wafer W or a mask reticle for a photomask.
  • FPD flat panel display
  • the present invention is useful for stably inspecting electrical characteristics of a portion to be inspected with a fine and narrow pitch.

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Abstract

　極めて微細で狭ピッチの電極を有するウェハに対する電気特性の検査を安定的に行う。 　プローブカードにおける回路基板の下面側に，検査用接触構造体が取付けられる。検査用接触構造体には，シリコン基板の両側に，弾性を有し凸状の導電部を備えたシートが各々取付けられる。シリコン基板には，垂直方向に貫通する通電路が形成され，各シート導電部は，通電路に上下から接触している。上側の導電部は，回路基板の接続端子に接触している。ウェハの電気特性の検査時には，ウェハ上の電極パットが下側の各導電部に押圧されて接触される。下側の導電部によって電極パットの高さのばらつきが吸収され，上側の導電部によって回路基板側の歪みや撓みが吸収され，導電部と電極パットの接触が維持される。

Description

明 細 書
検査用接触構造体及びプローブカード
技術分野
[0001] 本発明は，被検査体に接触して被検査体の電気的特性を検査するための検査用 接触構造体及びプローブカードに関する。
背景技術
[0002] 例えば半導体ウェハ上に形成された IC, LSIなどの電子回路の電気的特性の検査 は，例えばプローブカードの下面に配列された複数のプローブ針を，ウェハ上の電 子回路の各電極パットに電気的に接触させることにより行われている。このため，プロ ーブ針は，各電極パットの位置に合わせて配置する必要がある。
[0003] し力しながら，近年は，電子回路のパターンの微細化が進み，電極パットが微細化 し電極パットの間隔がさらに狭くなつているため，例えば幅寸法が 100 μ m以下で， ピッチが 180 m以下の微細で狭ピッチの接触部を形成することが要求されている。 そこで，異方導電性シートをプローブ針の代わりに用いることが提案されて 、る (例え ば，特許文献 1参照)。異方導電性シートは，絶縁部となるシートの一面力も弾性を 有する複数の導電部が突出したもので，導電部を極めて微細で狭ピッチに形成する ことができる。
[0004] し力しながら，上述のような異方導電性シートを単純に用いた場合，導電部が狭ピ ツチで微細であるため，導電部の高さ方向の寸法に限界があり，導電部の弾性によ る高さ方向の変位量が小さくなる。このため，例えばウェハ表面上の多数の電極パッ トの高さのばらつきを導電部の弾性によって十分に吸収することができず，導電部と 電極パットと接触がウェハ面内において不安定になる。また，プローブカードの取り付 けや熱膨張などによって発生するプローブカード側の傾きや歪みについても，導電 部の弾性により十分に吸収できないので，ウェハ面内において電極パットの接触が 不安定になる。
特許文献 1 :特開平 3— 196416号公報 (特許第 3038859号）
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は，力かる点に鑑みてなされたものであり，ウェハなどの被検査体に対する 接触部を極めて微細で狭ピッチにし，なおかつ被検査体との接触を安定して行うこと ができる検査用接触構造体と，プローブカードを提供することをその目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために，本発明は，被検査体と電気的に接触して被検査体の 電気的特性を検査する検査用接触構造体であって，平板状の基板と，前記基板の 両面に取り付けられ，弾性を有する複数の導電部と前記導電部相互間を接続する絶 縁部から構成されるシートとを有している。前記導電部は，前記シートを貫通し，シー トの両面力も突出するように形成されており，前記基板には，厚み方向に直線状に貫 通する複数の通電路が，前記導電部に対応するように形成されている。前記基板の 両面のシートの導電部は，前記通電路を挟むようにして，各々対応する前記通電路 の端部に接触している。
[0007] 本発明によれば，シート面内に多数の導電部を形成したシートを用いるので，極め て微細で狭ピッチの接触部を実現できる。そしてシートが基板の両面に取付けられる ので，被検査体側のシートの導電部が被検査体に対し接触し，その導電部の弾性に より被検査体の高さのばらつきを吸収できる。また，被検査体と反対側のシートの導 電部が例えばプローブカード側の検査用の電気信号を付与する回路基板の接続端 子に接触し，その導電部の弾性によりプローブカード全体，あるいは回路基板の歪 みや傾きを吸収できる。したがって，接触部が微細で狭ピッチであっても，被検査体 との接触が安定し，電気特性の検査が適正に行われる。
[0008] 前記基板の両面のシートの導電部と前記基板の通電路は，同軸上に配置されてい てもよい。かかる場合，一方のシートの導電部に被検査体が押圧されて接触したとき に，基板には，両面の導電部から通電路を通る同軸上に力が働く。それ故，基板内 には，厚み方向の対向する偶力のみが作用し，曲げモーメントが作用しないので，基 板の破損を防止できる。特に， 1mm以下の極めて薄い基板を用いる場合にその効 果は大きい。
[0009] 前記シートは，シートの外周部に沿って形成されたフレームに固定され，当該フレ ームにより前記基板に固定されていてもよい。かかる場合，シート自体の橈みや歪み が押えられ，シートを基板の面に追従させることができる。この結果，シート面内の導 電部による接触を均一に行うことができる。
[0010] 前記フレームは，シリコン製の接着剤により前記基板に接着されていてもよい。かか る場合，フレームを比較的簡単に基板から取り外すことができるので，シートの取替 えやメンテナンスを容易に行うことができる。
[0011] 被検査体側に位置する前記シートの導電部の先端部には，被検査体に接触する 先細の接触子が取り付けられていてもよい。かかる場合，被検査体に対する接触圧 が増大するので，被検査体に対する電気的接触をさらに安定させることができる。ま た，導電部が直接被検査体に接触しないので，導電部の磨耗を防止できる。
[0012] 別の観点による本発明は，被検査体の電気的特性を検査するためのプローブカー ドであって，回路基板と，回路基板と被検査体との間に設けられ，前記被検査体と前 記回路基板と間を通電させるための検査用接触構造体と，を有している。前記検査 用接触構造体は，平板状の基板と，前記基板の両面に取り付けられ，弾性を有する 複数の導電部と前記導電部相互間を接続する絶縁部から構成されるシートとを有し ている。前記導電部は，前記シートを貫通し，シートの両面力も突出するように形成さ れており，前記基板には，厚み方向に直線状に貫通する複数の通電路が，前記導 電部に対応するように形成されている。前記基板の両面のシートの導電部は，前記 通電路を挟むようにして，各々対応する前記通電路の端部に接触しており，前記検 查用接触構造体は，前記回路基板に着脱自在に構成されて！ヽる。
[0013] かかる場合，上述の検査用接触構造体が回路基板に対して着脱自在であるので， 検査用接触構造体を取り外して，例えばシートの取替えなどの検査用接触構造体の メンテナンスを容易に行うことができる。
[0014] 前記検査用接触構造体は，前記回路基板にシリコン製の接着剤によって接着され ていてもよい。かかる場合，検査用接触構造体を回路基板から容易に取り外すことが できる。
[0015] また，前記回路基板には，前記検査用接触構造体の前記基板を吸着するための 吸引口が形成されていてもよい。かかる場合，吸引口からの吸引を動停止させること により，検査用接触構造体を回路基板に対し着脱自在にできる。
発明の効果
[0016] 本発明によれば，被検査体の電気特性の検査が安定して行われるので，電子デバ イスの不良を確実に検出し，品質を向上できる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]プローブ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
[図 2]検査用接触構造体の構成を示す縦断面の説明図である。
[図 3]シートと平面図である。
[図 4]シートの構造の説明図である。
[図 5]導電部と電極パットが接触した状態を示すプローブ装置の縦断面の説明図で ある。
[図 6]上面に配線パターンを形成した場合のシリコン基板の平面図である。
[図 7]上面に配線パターンを形成した場合のシリコン基板の平面図である。
[図 8]吸引口を有する配管を備えたプローブ装置の縦断面の説明図である。
[図 9]先細の接触子を装着した検査用接触構造体の縦断面の説明図である。
符号の説明
1 プローブ装置
2 プローブカード
10 回路基板
12 検査用接触構造体
20 シリコン基板
21 第 1のシート
22 第 2のシート
23 通電路
30 導電部
U 電極パット
W ウェハ 発明を実施するための最良の形態
[0019] 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 力かる検査用接触構造体が用いられるプローブ装置 1の内部の構成の概略を示す 縦断面の説明図である。
[0020] プローブ装置 1には，例えばプローブカード 2と，被検査体としてのウェハ Wを載置 する載置台 3が設けられている。プローブカード 2は，例えば載置台 3上のウェハ Wの 電極パット Uに対し電気信号を送るための回路基板 10と，当該回路基板 10の外周 部を保持するホルダ 11と，回路基板 10のウェハ W側に装着され，ウェハ W上の電極 ノット Uに接触して回路基板 10と電極パット Uとの間を通電させるための検査用接触 構造体 12を備えている。
[0021] 回路基板 10は，例えば略円盤状に形成されている。回路基板 10の下面には，検 查用接触構造体 12と導通させるための複数の接続端子 10aが形成されている。
[0022] 検査用接触構造体 12は，例えば平板状のシリコン基板 20と，シリコン基板 20の上 面に取付けられた第 1のシート 21と，シリコン基板 20の下面に取付けられた第 2のシ ート 22を備えている。
[0023] シリコン基板 20は，例えば 200 μ m〜400 μ m程度の薄 、方形の平板形状に形成 されている。シリコン基板 20には，例えば図 2に示すように上下面に垂直に貫通する 複数の通電路 23が形成されている。この各通電路 23は，例えばウェハ W上の複数 の電極パット Uに一対一で対応するように形成されている。通電路 23の上端部には， 上部接続端子 23aが形成され，通電路 23の下端部には，下部接続端子 23bが形成 されている。なお，例えばシリコン基板 20の加工は，フォトリソグラフィー技術を用い てエッチングカ卩ェにより行われる。
[0024] 第 1のシート 21と第 2のシート 22は，図 3に示すように全体が例えば方形に形成さ れた伸縮性を有するゴム製シートであり，シート面内に密に配置された複数の導電部 30と，導電部 30, 30間を接続している絶縁部 31から構成されている。複数の導電 部 30は，図 2に示すようにウェハ Wの電極パット U及びシリコン基板 20の通電路 23 に対し一対一で対応する位置に配置されている。絶縁部 31は，例えば絶縁性及び 弾性を有する高分子物質により形成されている。導電部 30は，例えば図 4に示すよう に絶縁性及び弾性を有する高分子物質内に導電性粒子 Aが密に充填されて形成さ れている。各導電部 30は，シートを貫通し，シートの両面力も突出するような四角柱 形状に形成されている。かかる構成により，導電部 30は，加圧状態で導電性を有し， シートの両面の突出方向に弾性を有する。例えば絶縁部 31の厚み Tは，例えば 100 m程度に設定され，導電部 30のシート面からの高さ Hは，絶縁膜 31の厚みの 0. 3 倍程度の 30 m程度に形成されている。また，導電部 30の幅 Dは，例えば 85 m 程度に形成され，隣り合う導電部 30間のピッチ Pは， 180 m程度に設定されている
[0025] 図 3に示すように第 1のシート 21と第 2のシート 22の外周部は，例えば金属フレーム 40に固定されている。金属フレーム 40は，シート 21, 22の外周部に沿った枠形状を 有している。図 2に示すようにシリコン基板 20の外周部の両面には，シリコン製の接 着剤からなる支持部 41が形成されている。シリコン基板 20の上面の支持部 41には， 第 1のシート 21の金属フレーム 40が固定されている。シリコン基板 20の下面の支持 部 41には，第 2のシート 22の金属フレーム 40が固定されている。支持部 41の高さは ,例えばシート 21, 22の各導電部 30がシリコン基板 20の通電路 23の接続端子に加 圧状態で接触するように，高さが調整されている。つまり第 1のシート 21は，シリコン 基板 20の上面側に固定された状態で，各導電部 30が対応する各上部接続端子 23 aに当接している。第 2のシート 22は，シリコン基板 20の下面側に固定された状態で ,各導電部 30が対応する各下部接続端子 23bに当接している。したがって，第 1の シート 21の導電部 30,第 2のシート 22の導電部 30及び導電路 21が垂直方向に同 軸上に接続されている。
[0026] 図 1に示すようにシリコン基板 20は，シリコン基板 20の上面の支持部 40よりもさらに 外側に配置された支持体 50によって，回路基板 10の下面に支持されている。支持 体 50は，例えばシリコン製の接着剤カゝら構成されている。支持体 50の高さは，例え ば第 1のシート 21の導電部 30の上端面が回路基板 10の接続端子 10aに加圧した 状態で接触するように，調整されている。
[0027] 載置台 3は，例えば左右及び上下に移動自在に構成されており，載置したウェハ W を三次元移動可能である。 [0028] 以上のように構成されたプローブ装置 1においては，ウェハ Wが載置台 3上の所定 の位置に載置され，次いで載置台 3が移動して，図 5に示すようにウェハ W上の各電 極パット Uが第 2のシート 22の対応する各導電部 30に接触する。そして回路基板 10 から検査用の電気信号が，検査用接触構造体 12における第 1のシート 21の導電部 30,通電路 23及び第 2のシート 22の導電部 30を順に通じて電極パット Uに供給さ れ，ウェハ W上の回路の電気的特性が検査される。
[0029] 以上の実施の形態で記載したプローブ装置 1は，シート 21, 22がシリコン基板 20 の両面に配置され，第 2のシート 22の導電部 30をウェハ W上の電極パット Uに接触 するようにしたので， 180 m以下のピッチで 100 m以下の微細な接触部を実現で きる。そして，このように狭ピッチで微細な接触部を実現しても，例えばシリコン基板 2 0の下面側の第 2のシート 22の導電部 30が，その弾性によりウェハ W上の電極パット Uの高さのばらつきを吸収できる。また，シリコン基板 20の上側の第 1のシート 21の 導電部 30が，その弾性により回路基板 10の歪みや傾きを吸収でき，検査用接触構 造体 12の水平度が維持される。この結果，ウェハ面内の電極パット Uとプローブカー ド 2の導電部 30との接触を安定的に行い，ウェハ面内の検査を適正に行うことができ る。
[0030] また，第 1のシート 21と第 2のシート 22の導電部 30と，シリコン基板 20の導電路 21 が垂直方向に一直線上に配置されて 、るので，ウェハ Wの各電極パット Uが導電部 30に押圧された際に，シリコン基板 20には，厚み方向の対向する応力のみが作用し ,曲げモーメントが作用しないので，極めて薄いシリコン基板 20の破損を防止できる
[0031] 第 1のシート 21と第 2のシート 22の外周部が，金属フレーム 40により固定され，その 金属フレーム 40がシリコン基板 20の支持部 41に取り付けたので，シート 21, 22自体 の歪みゃ撓みが防止しつつ，シート 21, 22をシリコン基板 20の面に追従させること ができる。この結果，シート 21, 22面内における導電部 30の接触を均一に行うことが できる。
[0032] 第 1のシート 21と第 2のシート 22の金属フレーム 40をシリコン製の接着剤によりシリ コン基板 20に固定したので，第 1のシート 21と第 2のシート 22をシリコン基板 20から 容易に取り外すことができる。それ故，第 1のシート 21と第 2のシート 22のメンテナン スゃ取り換えを容易に行うことができる。
[0033] また，シリコン基板 20をシリコン製の接着剤により回路基板 10に固定したので，検 查用接触構造体 12が回路基板 10に対し着脱自在になり，検査用接触構造体 12を 回路基板 10から容易に取り外すことができる。この結果，検査用接触構造体 12のメ ンテナンスゃ取替えを容易に行うことができる。
[0034] 以上の実施の形態では，シート 21, 22を固定する基板にシリコン基板 20を用いた ので，フォトリソグラフィー技術により，例えばシリコン基板 20の上面又は下面の少な くとも ヽずれかにお ヽて所定の接続端子同士を金属線で接続する所定の配線バタ ーンを形成することができる。例えば図 6に示すようにシリコン基板 20の上面におい て特定の上部接続端子 23a同士を金属線 60により接続してもよ 、し，図 7に示すよう に所定方向の一直線上の上部接続端子 23a同士を金属線 60により接続し，平行な 接続線が形成されるようにしてもよい。かかる場合，ウェハ Wの電子回路のパターン に応じて，上部接続端子 23a同士が接続されている複数の導電部 30を例えば同じ 電極の検査に用いることができる。この場合，複数の導電部 30を用いて一つの電極 の検査が行われるので，検査がより確実に行われる。また，電子回路のパターンに応 じて，シリコン基板 20における上部接続端子 23aの接続配線パターンを作成すること ができるので，回路基板 10内の配線パターンを変えるよりも比較的簡単に配線バタ ーンを形成でき，あらゆる電子回路のパターンに適切に対応できる。なお，シリコン基 板 20の下面において特定の下部接続端子 23b同士を接続する配線パターンを形成 してちよい。
[0035] なお，シリコン基板 20を吸着によって回路基板 10に固定してもよい。かかる場合， 例えば図 8に示すように回路基板 10の下面には，下端に吸引口 70が開口した管路 71が設けられている。例えば管路 71は，プローブカード 2の回路基板 10内を通過し て，例えばプローブカード 2の外部に設置された負圧発生装置 72に接続されている 。そして，検査用接触構造体 12を回路基板 10に取り付ける際には，負圧発生装置 7 2によって吸引口 70から吸引し，その吸引力によりシリコン基板 20が回路基板 10に 固定される。検査用接触構造体 12を回路基板 10から取り外す際には，負圧発生装 置 72により吸引を停止する。かかる場合，検査用接触構造体 12の回路基板 10から の取り外しを簡単に行うことができる。その他例えば磁力によって，検査用接触構造 体 12を回路基板 10に着脱自在にしてもょ 、。
[0036] 以上のように，検査用接触構造体 12を回路基板 10に対して着脱自在とした場合， プローブカード 2からこの検査用接触構造体 12を容易に取り外して，これを交換する ことができる。し力も既述したように，第 1のシート 21の導電部 30が，その弾性により 回路基板 10の歪みや傾きを吸収できるので，たとえば回路基板 10に橈みなどがあ つても，安定した接触状態を得ることができる。したがって，プローバから離れた普通 の作業環境においても，微調整することなく，検査用接触構造体 12の交換が行える 。さらに検査用接触構造体 12のシリコン基板 20の部分でプローブカード 2 (直接的に は回路基板 10)と固定されるので，ウエノ、 Wと直接接するコンタクタ (本実施の形態 では導電部 30)を所望の平面で形成することが可能である。すなわち微調整すること なく，プローブカード 2と平行にすることができる。
[0037] 以上の実施の形態で記載した第 2のシート 22の導電部 30の先端部に，ウェハ Wの 電極パット Uに接触させるための接触子を取り付けてもよい。かかる場合，例えば図 9 に示すように先端が尖った先細形状の複数の接触子 80が，各導電部 30に対応する ように配置され，ホルダ 81に保持されている。接触子 80は，例えば導電性のある金 属により形成されている。ホルダ 81は，例えば平板状に形成され，絶縁材料で形成 されている。ホルダ 81の外周部は，例えば支持部材 82によってシリコン基板 20の下 面に支持され，接触子 80の上端面は，導電部 30の下端面に加圧された状態で当接 されている。ウェハ Wの回路の電気特性を検査する際には，ウェハ W上の電極パット Uが接触子 80の先端部に押し付けられ，回路基板 10の電気信号が接触子 80を通 じて電極パット Uに供給される。かかる場合，接触子 80と電極パット Uとの接触圧が 大きくなるので，接触をより安定させることができる。また，導電部 30が直接電極パッ ト Uに接触しな 、ので，導電部 30の磨耗や破損を防止できる。
[0038] 以上，本発明の実施の形態の一例について説明したが，本発明はこの例に限らず 種々の態様を採りうるものである。例えば上記実施の形態で記載した導電部 30の形 状，数及び配置は，適宜選択できる。また，検査用接触構造体 12を構成する基板は ,シリコン基板に限られず，例えばエッチング加工が可能な有機物基板，二酸化シリ コン基板，ガラス基板などであってもよい。さらに本発明は，被検査体がウェハ W以外 の FPD (フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基 板である場合にも適用できる。
産業上の利用可能性
本発明は，微細で狭ピッチの被検査部に対する電気特性の検査を安定的に行う際 に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 被検査体と電気的に接触して被検査体の電気的特性を検査する検査用接触構造体 であって，
平板状の基板と，
前記基板の両面に取り付けられ，弾性を有する複数の導電部と前記導電部相互間 を接続する絶縁部とを備えたシートと，を有し，
前記導電部は，前記シートを貫通し，シートの両面から突出するように形成されてお り，
前記基板には，厚み方向に直線状に貫通する複数の通電路が，前記導電部に対応 するように形成されており，
前記基板の両面のシートの導電部は，前記通電路を挟むようにして，各々対応する 前記通電路の端部に接触して 、る。
[2] 請求項 1に記載の検査用接触構造体にお!、て，
前記基板の両面のシートの導電部と前記基板の通電路は，同軸上に配置されている
[3] 請求項 1に記載の検査用接触構造体にお!、て，
前記シートは，シートの外周部に沿って形成されたフレームに固定され，かつ当該フ レームによって前記基板に固定されている。
[4] 請求項 3に記載の検査用接触構造体において，
前記フレームは，シリコン製の接着剤によって前記基板に接着されている。
[5] 請求項 1に記載の検査用接触構造体にお!、て，
被検査体側に位置する前記シートの導電部の先端部には，被検査体に接触する先 細の接触子が取付けられて 、る。
[6] 被検査体の電気的特性を検査するためのプローブカードであって，
回路基板と，
回路基板と被検査体との間に設けられ，前記被検査体と前記回路基板との間を通電 させるための検査用接触構造体と，を有し，
前記検査用接触構造体は， 平板状の基板と，
前記基板の両面に取り付けられ，弾性を有する複数の導電部と前記導電部相互間 を接続する絶縁部とを備えたシートと，を有し，
前記導電部は，前記シートを貫通し，シートの両面から突出するように形成されてお り，
前記基板には，厚み方向に直線状に貫通する複数の通電路が，前記導電部に対応 するように形成されており，
前記基板の両面のシートの導電部は，前記通電路を挟むようにして，各々対応する 前記通電路の端部に接触しており，
前記検査用接触構造体は，前記回路基板に対して着脱自在である。
[7] 請求項 6に記載のプローブカードにおいて，
前記検査用接触構造体は，シリコン製の接着剤によって前記回路基板に接着されて いる。
[8] 請求項 6に記載のプローブカードにおいて，
前記回路基板には，前記検査用接触構造体の前記基板を吸着するための吸引口が 形成されている。
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