WO2007129686A1

WO2007129686A1 - プローブ

Info

Publication number: WO2007129686A1
Application number: PCT/JP2007/059452
Authority: WO
Inventors: Jun Mochizuki
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2007-11-15
Also published as: JP2007303826A; KR20080102417A; TW200809211A; US20070257685A1

Abstract

【課題】貫通孔内に挿通されて位置決めされるプローブにおいて移動スペースを確保しつつ高い位置精度を得る。【解決手段】プローブは、下面が電極に接触される垂直部と、当該垂直部の上端から水平方向に形成される梁部を有している。垂直部には、外側に突出した係止部が形成されている。垂直部には、係止部の下方から係止部に向けて次第に径が大きくなるテーパ部が形成されている。このテーパ部は、垂直部に対して梁部が形成された一の方向と逆側の面に形成されている。プローブの垂直部が貫通孔に挿入された時には、テーパ部により垂直部が前記一の方向側に誘導され、係止部によって貫通孔の上端部に係止される。

Description

明細書

プローブ

技術分野

[0001] 本発明は、ウェハなどの被検査体の電気的特性を検査するプローブに関する。

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、通常検査装置のプローブカードに取り付けられた複数のプローブをウェハ上の電子回路の電極に接触させ、プローブから電子回路に検査用の電気信号を流すことにより行われている。

[0003] また、上述の電気的特性の検査を行う際には、プローブの弾力性を利用して、プローブをウェハ上の電極表面上で水平移動させ、電極表面の酸化膜を削り取ること（以下「スクラブ」とする。）が行われている（特許文献 1参照)。これにより、プローブと電極との電気的な導通を図ることができる。

特許文献 1 :日本国特開 2004— 85261号公報（段落 [0016])

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで、プローブカードにおいて図 9に示すようにプローブ 200が支持板 201の貫通孔 20 laに揷通されて位置決めされている場合は、プローブ 200の高い位置精度を確保しょうとすると、貫通孔 201aとプローブ 200とのクリアランス Cを小さくする必要がある。この場合、貫通孔 201a内におけるプローブ 200の移動スペースが小さくなり、上述のスクラブが適正に行われな、可能性がある。

[0005] 一方、プローブ 200の移動スペースを確保するために、貫通孔 201aとプローブ 20 0とのクリアランス Cを大きくすると、プローブ 200が貫通孔 201a内で不規則にずれることがある。この場合、プローブ 200の高い位置精度が得られず、プローブ 200と電極との接触が安定的に行われな、恐れがある。

[0006] このように、プローブ 200の移動スペースの確保の課題と位置精度の課題はトレードオフの関係にあり、上記構成のプローブカードにおいて、プローブ 200の移動スぺースを確保しつつ、プローブ 200の高い位置精度を維持することは困難であった。

[0007] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、貫通孔に揷通されて位置決めされるプローブにおいて、スクラブのためのプローブの移動スペースを確保しつつ、なおかつプローブの高い位置精度を得ることをその目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するための本発明は、被検査体に接触して、被検査体の電気的特性の検査を行うプローブであって、前記プローブは、他の部材の貫通孔に揷通されて位置決めされており、当該貫通孔に挿入される挿入部を有し、前記挿入部には、前記貫通孔の挿入出口側力挿入入口側に向けて次第に径が大きくなるテーパ部が形成されて、ることを特徴とする。

[0009] 本発明によれば、プローブの挿入部にテーパ部が形成されているので、プローブと貫通孔との間に比較的大きなクリアランスを設けても、テーパ部によりプローブの位置が誘導され安定する。この結果、貫通孔内においてプローブの移動スペースを確保しつつ、プローブの高ヽ位置精度を得ることができる。

[0010] 前記プローブは、下端が被検査体に接触する垂直部と、前記垂直部の上端に接続され水平方向に形成された梁部を有し、前記垂直部が前記貫通孔に挿入される前記挿入部であり、前記垂直部に前記テーパ部が形成されて!、てもよ、。

[0011] 前記テーパ部は、前記垂直部に対し前記梁部が形成された方向と反対側の面に形成されていてもよい。

[0012] 前記垂直部には、前記貫通孔の挿入入口側の縁部に係止される係止部が形成されていてもよい。

[0013] 前記テーパ部は、テーパの径が最大となる頂部が前記係止部に接続されるように形成されていてもよい。また、前記テーパ部の頂部の径は、前記貫通孔の径に等しく設定されていてもよい。

発明の効果

[0014] 本発明によれば、プローブの位置精度が上がるので、プローブを電極に確実に接触させ、プローブの検査を安定的に行うことができる。また、プローブによる被検査体に対するスクラブが適正に行われるので、プローブと被検査体の電気的な導通が図られ、電気的特性の検査が高い精度で行われる。

図面の簡単な説明

[図 1]本実施の形態に力かるプローブの構成を示す説明図である。

[図 2]下方力も力が加えられた場合のプローブの様子を示す説明図である。

[図 3]本実施の形態にカゝかるプローブが適用された検査装置の構成の概略を示す側面図である。

[図 4]プローブが係止されたプローブ支持板の縦断面図である。

[図 5]プローブ支持板に複数のプローブが取り付けられた状態を示す説明図である。

[図 6]下部接触子に 2本の梁部を有するプローブが係止されたプローブ支持板の縦断面図である。

[図 7]カンチレバー型のプローブを示す説明図である。

[図 8]テーパ部が両面に形成されたプローブを示す説明図である。

[図 9]従来のプローブがプローブ支持板の貫通孔に揷通されている状態を示す説明図である。

符号の説明

1 プローブ

2 プローブ支持板

2a 貫通孔

10 垂直部

11 梁部

12 係止部

13 テーパ部

50 検査装置

70 プリント配線基板

P 電極

W ウエノヽ

発明を実施するための最良の形態

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プローブ 1が、貫通孔 2aのある他の部材としてのプローブ支持板 2に支持されて、る状態を示す縦断面図である。

[0018] プローブ 1は、例えば下端が被検査体としてのウェハ Wの電極 Pに接触される垂直部 10と、当該垂直部 10の上端から Y方向正方向側（図 1の右側）の水平方向に延びる線状の梁部 11を有する。なお、梁部 11の Y方向正方向側の後端部は、例えば検查用の電気信号を供給する上方の回路基板 (図示せず）に直接的或いは間接的に電気的に接続されている。

[0019] 例えばプローブ 1の垂直部 10の上部には、他の部分よりも径が大きく外側に突出した係止部 12が形成されている。垂直部 10の Y方向負方向側（図 1の左側）の面には、係止部 12より下方側から係止部 12の下面に向けて次第に径が大きくなるテーパ部 13が形成されている。テーパ部 13の最大径となる頂部 13aは、係止部 12の下面に接続されている。テーパ部 13の頂部 13aの径は、貫通孔 2aの内径と等しく設定されている。

[0020] プローブ 1の垂直部 10は、プローブ支持板 2の貫通孔 2a内に上方から挿入され、貫通孔 2aの挿入入口側の上端縁部に、垂直部 10の係止部 12が係止される。また、挿入時には、プローブ 10のテーパ部 13が貫通孔 2aの上端部に当接し、垂直部 10 が Y方向正方向側に誘導され、例えば垂直部 10が貫通孔 2a内の Y方向正方向側の内壁面に当接した状態で位置決めされる。

[0021] そして、電気的特性の検査の際に図 2に示すようにプローブ 1がウェハ Wの電極 P に押し付けられると、例えばプローブ 1の垂直部 10に上方向の力が作用し、プローブ 1の梁部 11の後端部付近を支点としてプローブ 1の梁部 11が上方側に橈んで垂直部 10が Y方向負方向側にずれる。こうして、垂直部 10が電極 Pの表面上を Y方向負方向側に移動し、電極 Pの表面の酸ィ匕膜が削られる。

[0022] 次に、以上のように構成されたプローブ 1が適用された検査装置 50の一例について説明する。図 3は、検査装置 50の構成を示す説明図である。

[0023] 検査装置 50は、例えばプローブカード 60と、ウェハ Wを吸着保持するチャック 61と、チャック 61を移動させる移動機構 62と、テスタ 63などを備えている。

[0024] プローブカード 60は、例えば複数のプローブ 1と、当該プローブ 1を揷通させた状態で支持する上述のプローブ支持板 2と、プローブ支持板 2の上面側に取り付けられた回路基板としてのプリント配線基板 70を備えている。

[0025] プリント配線基板 70は、テスタ 63に電気的に接続されている。プリント配線基板 70 の内部には、テスタ 63からの検査用の電気信号が流れる配線が形成され、プリント配線基板 70の下面には、その配線の複数の端子 70aが形成されて、る。

[0026] プローブ 1は、例えば全体が薄い板状に形成され、図 4に示すようにプリント配線基板 70の端子 70aに接触する上部接触子 80と、検査時にウェハ Wの電極 Pに接触される下部接触子 81と、上部接触子 80と下部接触子 81を接続する本体部 82を備えている。プローブ 1の材質には、例えばニッケル、 Ni—Co合金ゃNi—Mn合金等の合金、 W、 Pd、 BeCu合金、 Au合金などが用いられる。また、プローブ 1は、それらの材質の基材の表面に、貴金属めつき材、或いはそれらの貴金属めつき材の合金、その他の金属めつき材がめつきされて、てもよ、。

[0027] 例えばプローブ 1の本体部 82は、略方形の平板状に形成され、その一端 A側（図 4 の左側）の下面に傾斜面を有して!/、る。本体部 82の上部の他端 B側（図 4の右側）の側面には、プローブ支持板 2に係止される上部係止部 82aが形成されている。上部係止部 82aは、例えばフック状に形成され、本体部 82の側面力も水平方向に突出しその先端部が下方に向けて屈曲している。

[0028] 上部接触子 80は、例えば本体部 82の一端 A側の上部から他端 B側の斜め上方に向けて形成された線状の梁部 80aと、梁部 80aの先端に接続された上に凸の湾曲部 80bを有している。梁部 80aは上下方向に橈むので、上部接触子 80は上下方向に弾性を有している。湾曲部 80bは、プリント配線基板 70の端子 70aに押圧されて接触している。

[0029] 下部接触子 81は、本体部 82の下部の他端 B側から一端 A側に向けて水平方向に形成された上述した梁部 11と、梁部 11の先端部に接続された上述の垂直部 10を有している。梁部 11は上下方向に橈むので、下部接触子 81は上下方向に弾性を有している。垂直部 10には、上述した係止部 12とテーパ部 13が形成されている。また、例えば梁部 11の他端 B側の下面には、下側に突出したストツバ 8 laが形成されて、る。 [0030] プローブ支持板 2は、例えば方形の板状に形成されている。プローブ支持板 2は、低熱膨張材料、例えばセラミックスにより形成されている。プローブ支持板 2の上面側には、例えば図 5に示すような一定方向（X方向）に向力う複数列の溝 90が形成されている。これらの各列の溝 90に、例えば 2列のプローブ 1が対向するように係止されている。

[0031] プローブ支持板 2の溝 90の底面には、図 4に示すようにプローブ支持板 2の下面に貫通する上述の貫通孔 2aが形成されている。この貫通孔 2aにプローブ 1の下部接触子 81の垂直部 10が挿入されており、垂直部 10の下部はプローブ支持板 2の下方に突出している。また、貫通孔 2aの上端周縁部には、垂直部 10の係止部 12が係止されている。溝 90の底面には、例えば梁部 11のストッパ 81aが当接しており、梁部 11 の水平性を維持している。

[0032] プローブ支持板 2の溝 90の側壁上端部には、凹部 90aが形成されている。凹部 90 aは、側面が溝 90の側壁面に開口している。この凹部 90aには、プローブ 1の本体部 82の上部係止部 82aが係止される。なお、プローブ 1は、上述の係止部 12と上部係止部 82aによりプローブ支持板 2に係止されており、プローブ支持板 2の上面側から抜さ差しでさる。

[0033] 複数のプローブ 1を支持したプローブ支持板 2は、例えば図 3に示すようにプリント配線基板 70の下面に対しボルト 100により固定されている。例えばプリント配線基板 70の下面には、支持体 101が形成され、その支持体 101にプローブ支持板 2の外周部がボルト 100により固定されている。なお、プローブ支持板 2は、ボルト 100に換えて板ばねなどの他の固定部材によりプリント配線基板 70に固定されていてもよい。

[0034] チャック 61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 61の上面には、ゥヱハ Wを吸着するための吸引口 61aが設けられている。吸引口 61aには、例えばチャック 61の内部を通って外部の負圧発生装置 110に通じる吸引管 61bが接続されている。

[0035] 移動機構 62は、例えばチャック 61を昇降するシリンダなどの昇降駆動部 120と、昇降駆動部 120を水平方向の直交する 2方向（X方向と Y方向）に移動させる X— Yステージ 121を備えている。これにより、チャック 61に保持されたウェハ Wを三次元移動させ、ウェハ Wの表面の各電極 Pに、上方にある特定のプローブ 1を接触させることができる。

[0036] 次に、以上のように構成された検査装置 50で行われる検査プロセスについて説明する。先ず、ウェハ Wがチャック 61上に吸着保持される。続いて、移動機構 62により、チャック 61が X— Y方向に移動されて、ウェハ Wの位置が調整される。その後チヤック 61が上昇され、ウェハ W上の各電極 Pがプローブカード 60の各プローブ 1に押圧され接触される。

[0037] この際、図 4に示すプローブ 1の垂直部 10が下方力も押圧され、梁部 11の他端 B 側の後端部付近を支点として下部接触部 81全体が上方側に橈む。このとき垂直部 1 0は、図 2に示したように下端が電極 Pに接触した状態で Y方向負方向側に移動し、電極 Pの表面の酸化膜が削り取られる（スクライブ)。こうして、プローブ 1とウェハ W上の電極 Pとの電気的な導通が図られる。

[0038] その後、テスタ 63からプリント配線基板 70を介して各プローブ 1に検査用の電気信号が送られ、各プローブ 1からウェハ W上の各電極 Pに電気信号が送られて、ウェハ W上の電子回路の電気的特性の検査が行われる。

[0039] 以上の実施の形態によれば、プローブ 1の垂直部 10の Y方向負方向側にテーパ部 13が形成されているので、プローブ支持板 2の貫通孔 2a内に挿入された垂直部 1 0を Y方向正方向側の内壁面に寄せて位置決めすることができる。それ故、垂直部 1 0の位置精度を向上できる。また、垂直部 10の Y方向負方向側に大きな移動スぺースが確保されるので、貫通孔 2a内において垂直部 10が Y方向負方向側に大きく移動でき、プローブ 1による電極 P表面のスクラブを適正に行うことができる。

[0040] また、テーパ部 13の頂部 13aが係止部 12に接続されているので、垂直部 10が貫通孔 2aに上方力も挿入される際に、テーパ部 13により垂直部 10を Y方向正方向側に誘導し、誘導し終えたところで垂直部 10を係止部 12により係止できる。また、テーパ部 13の頂部 13aの径が貫通孔 2aの径と同じなので、頂部 13aにより垂直部 10の水平方向の位置決めを行うことができる。

[0041] 以上の実施の形態で記載したプローブ 1は、他の形状を有するものであってもよい。例えば図 6に示すようにプローブ 1の下部接触子 81が、水平の 2本の梁部 11を有し、その 2本の梁部 11の一端 A側の先端に垂直部 10が形成されていてもよい。この場合、本体部 82は、 2本の梁部 11の他端 B側の後端部と上部接触子 80を接続する垂直方向に延びる線状のものであってもよ、。

[0042] また、プローブ 1の形状は、図 7に示すように垂直部 10の上端部に水平方向に延びる一本の梁部 11が接続され、その梁部 11の端部に上方に延びる垂直部 100が接続された、いわゆるカンチレバー型であってもよい。かかる場合、垂直部 100の上端部はプリント配線基板 70の端子 70aに接続されている。また、テーパ部 13は、例えば垂直部 10における梁部 11の反対側の面に形成されている。この例においても、上記実施の形態と同様に、貫通孔 2a内において垂直部 10の移動スペースが確保されるので、プローブ 1による電極 P表面へのスクラブを適正に行うことができる。

[0043] また、以上の実施の形態におけるプローブ 1は、垂直部 10に水平方向に延びる梁部 11が接続された L字型を有するものであった力図 8に示すように垂直部 10の上端から上方に延びる直線型のプローブ 1であってもよい。かかる場合、垂直部 10の対向する両面にテーパ部 13を形成してもよい。この場合、例えばプローブ 1が貫通孔 2aに挿入される際に、垂直部 10の両面のテーパ部 13により垂直部 10が貫通孔 2 a内の中心に誘導さ; ^立置決めされる。こうすることにより、プローブ 1の位置精度が向上する。また、貫通孔 2a内において垂直部 10が左右に移動可能で、垂直部 10の移動スペースが確保されるので、プローブ 1による電極 P表面のスクラブを適正に行うことができる。なお、この例において、テーパ部 13は、垂直部 10の外側面の全周にわたって環状に形成されて、てもよ!/、。

[0044] 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、本発明はカゝ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相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。例えばプローブ支持板 2は、本実施の形態のものに限られず、他の形状を有するものであつてもよい。また、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)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、プローブの移動スペースを確保しつつプローブの高い位置精度を得る際に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 被検査体に接触して、被検査体の電気的特性の検査を行うプローブであって、前記プローブは、他の部材の貫通孔に揷通されて位置決めされるものであり、当該貫通孔に挿入される挿入部を有し、

前記挿入部には、前記貫通孔の挿入出口側から挿入入口側に向けて次第に径が大きくなるテーパ部が形成されて、る。

[2] 請求項 1に記載のプローブにおいて、

前記プローブは、下端が被検査体に接触する垂直部と、前記垂直部の上端に接続され水平方向に形成された梁部を有し、

前記垂直部が前記貫通孔に挿入される前記挿入部であり、

前記垂直部に前記テーパ部が形成されている。

[3] 請求項 2に記載のプローブにおいて、

前記テーパ部は、前記垂直部に対し前記梁部が形成された方向と反対側の面に形成されている。

[4] 請求項 2に記載のプローブにおいて、

前記垂直部には、前記貫通孔の挿入入口側の縁部に係止される係止部が形成されている。

[5] 請求項 4に記載のプローブにおいて、

前記テーパ部は、テーパの径が最大となる頂部が前記係止部に接続されるように形成されている。

[6] 請求項 5に記載のプローブにおいて、

前記テーパ部の頂部の径は、前記貫通孔の径に等しく設定されて、る。