(57)【要約】【課題】  複数のユニット基板をメイン基板上に固定する場合、ユニット基板毎の高さの不揃いが生じ、この不揃いによってプローブ先端の高さの不揃いが生じる。【解決手段】  ユニット基板のプローブが搭載されている表面を基準として、複数のユニット基板の表面によって一つの基準平面を形成するために、基準台を配置し、複数の上記ユニット基板の表面を上記基準台の基準面に突き当てた後に、上記ユニット基板の裏面側に上記メイン基板を固定するようにしたものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の表面に複数のプローブが搭載された複数のユニット基板、および複数の上記ユニット基板の裏面を支えるメイン基板を備え、複数の上記ユニット基板の上記第1の表面によって一つの基準平面が形成されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
上記複数のユニット基板が固着されて一体となって上記メイン基板に取り付けら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。
【請求項３】
第1の表面にプローブが搭載された複数のユニット基板を、メイン基板の表面上に配置してプローブカードを製造する方法であって、基準台を配置し、複数の上記ユニット基板の第1の表面を上記基準台の基準面に突き当てた後に、上記ユニット基板の裏面側に上記メイン基板を固定したことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項４】
上記基準台の基準面に、上記プローブを収容し得る窪みが設けられていることを特徴とする請求項3に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項５】
上記基準台の基準面と上記ユニット基板の表面との間に所定高さの柱を介在させて突き当てたことを特徴とする請求項3に記載のプローブカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ウエハに形成された半導体素子の動作を検査するプローブカードおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップなどの半導体素子の製造工程では、１枚のウエハ上に製作されたICチップが良品であるか、不良品であるかを検査するウエハテストが行なわれる。このウエハテストは、プローブが実装されたプローブカードを使用して、ウエハ上の個々のICチップについて、それぞれの電極にプローブの先端部分を当て、電気的特性の測定を行うものである。
【０００３】
ウエハテストにおいては、測定時間を短縮するために、できるだけ多くのチップを同時に測定することが望まれており、このため、ウエハ上の測定対象領域全体に対応するようにプローブが実装されたプローブカードが待望されている。しかし、プローブをカード基板上に全く同じ条件で実装することは困難であり、たとえそれが行われたとしても、部分的にプローブが欠損した場合には、全体を取り替えることになり、無駄が多かった。
【０００４】
そこで、プローブカードのプローブを設ける領域を複数に区分し、その区分された小さな領域に相当する基板上にプローブを実装したものを複数準備し、この小さなユニットの基板（以下ユニット基板と呼称する）を母基板（以下メイン基板と呼称する）上に搭載することによって広い領域にわたってプローブを実装することが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
図６は、複数のユニット基板を、メイン基板上に搭載する場合の具体的な手順を示す概略図であって、図６（ａ）に示すように、固定されているメイン基板1上に接合材2を塗布し、この上に、ユニット基板3を一つずつ吸着ノズル４によって吸着保持して運び、所定の位置に搭載していくものを示している。なお、ユニット基板3の表面にはプローブ５が予め実装されており、各プローブ５の先端が予め決められた位置にくるように、座標認識カメラ（図示せず）を用いて座標認識を行いながら、ユニット基板３を一つずつメイン基板1上に配置し、接合材2によって固定している。
【０００６】
しかしながら、複数のユニット基板3を一つずつメイン基板1上の接合材2の上に搭載していく方法では、ユニット基板３を固定する際の加圧の仕方、接合材２の特性、および接合材２の供給量に応じてそれぞれのユニット基板３の高さが異なったり、接合材２の分布に応じて、ユニット基板３が傾斜したりして、図６（ｂ）の一点鎖線A−Ａで示すのように、プローブ５の先端の位置が異なるという問題があった。そのため、ユニット基板３の高さを接合材２の充填量によって調整するという極めて慎重な調整が必要となり、作業時間が必要以上に掛かるだけでなく、その作業なしにはプローブ５の先端部の位置精度を確保できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３６０６２号公報（〔００３２〜００３８〕、〔０２３７〕、〔図９Ａ〕）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数のユニット基板をメイン基板上に固定する場合、ユニット基板毎の高さの不揃いが生じ、この不揃いによってプローブ先端の高さの不揃いが生じることを解決すべき問題点としたもので、この問題点によって、接合材の充填による微妙な調整が不可欠となり、プローブカードの製造時間の短縮に対して障害となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プローブカードにおいて、メイン基板上に複数のユニット基板を一つずつ搭載することによって生じるプローブ先端の高さの不揃いを無くすために、ユニット基板のプローブが搭載されている表面を基準面として、複数のユニット基板の表面によって一つの基準平面を形成して、この複数のユニット基板の集合体の裏面に、メイン基板を固定するようにしたことを最も主要な特徴とするものである。
【００１０】
また、ユニット基板のプローブが搭載されている表面を基準として、複数のユニット基板の表面によって一つの基準平面を形成するために、基準台を配置し、複数の上記ユニット基板の表面を上記基準台の基準面に突き当てた後に、上記ユニット基板の裏面側に上記メイン基板を固定するようにしたものであって、プローブに干渉しないように、基準台とユニット基板との間を所定間隔とするように窪みまたは柱を設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプローブカードは、ユニット基板のプローブが搭載されている表面を基準面として、複数のユニット基板の表面によって一つの基準平面を形成させることによって、隣り合うプローブ先端の高さが同じに設定されるため、後の調整作業によって個々のユニット基板の高さを調整する必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施するための形態に係るプローブカードの製造方法であって、プローブカードのユニット基板とメイン基板との固定の手順を示す模式図である（実施例1）。
【図２】プローブカードのユニット基板とメイン基板との固定の手順を示す模式図である（実施例２）。
【図３】プローブカードのユニット基板とメイン基板とを組み合わせた構造体を示す模式図である（実施例３）。
【図４】プローブカードのユニット基板とメイン基板とを組み合わせた構造体を示す模式図である（実施例４）。
【図５】基準台の例を示す概略断面図である。
【図６】従来のプローブカードのユニット基板とメイン基板との固定の手順を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明は、複数のユニット基板のそれぞれに搭載された複数のプローブの先端位置を揃えるという目的を達成するため、複数のユニット基板をメイン基板上に固定する工程を改良したものである。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例の模式的断面図であって、プローブカードのユニット基板３とメイン基板１とを固定する手順を示している。図において、１はメイン基板、２は接合材、３はユニット基板、４は吸着ノズル、５はプローブを示しており、６は、組立ての工程に使用する基準台である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、表面が一つの基準平面を形成するような基準面６０を持った基準台６を準備し、吸着ノズル４によって、複数のユニット基板３を一つずつ吸着保持して運び、上記基準台６の所定の位置に搭載し、ユニット基板3のプローブ5が搭載された側の表面を基準面６０に突き当て、複数のユニット基板３の表面によって一つの高さが揃った基準平面が形成されるように搭載配置するものである。
【００１６】
この実施例においては、基準台6の基準面６０に、ユニット基板３上のプローブ５が接触しないように窪み６１が設けられ、この基準台６の窪み６１にユニット基板３上のプローブ５を収容し、ユニット基板３の表面側が基準台６の基準面６０に突き当たるようにしている。
【００１７】
複数のユニット基板３が基準台６の基準面６０上に並べられた後、図１（ｂ）に示すように、ユニット基板３の裏面に接合材２を塗布し、その接合材２の上にメイン基板１を配置し、固定する。その後、基準台６を取り外し、ユニット基板３とメイン基板１との一体化した構造物を上下逆にすると、図１（ｃ）の一点鎖線Ｂ−Ｂに示すように、ユニット基板３の表面が揃った構造物を得ることができる。
【００１８】
最終的には、プローブ５の先端部の高さを揃える必要があるが。プローブ５の先端部の位置は、各ユニット基板３の表面に対して前もって高精度に決められているため、複数のユニット基板３の表面を揃えることによって、全体のユニット基板３のプローブ５の高さが揃うことになる。
【００１９】
なお、図１（ｃ）では、断面図においてプローブ５の先端が揃っていることを示しているが、図の奥方向にも同様にユニット基板３が在り、複数のユニット基板３の表面によって一つの基準平面が形成され、その平面上のプローブ５の先端は同じ高さに揃って配置されている。
【００２０】
図2は、本発明の第二の実施例を示す模式的断面図であって、プローブカードのユニット基板３とメイン基板１との固定手段を示している。図において、１〜６は、図1と同一または相当部分を示しており、７は、ユニット基板３に取り付けられた垂直ピンを示し、メイン基板１には垂直ピン７に対応した位置に貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００２１】
図１（ａ）に示したものと同様に、図２（ａ）に示すように、表面が一つの基準平面を形成するような基準面６０を持った基準台６を準備し、垂直ピン７が立てられたユニット基板３を吸着ノズル４によって一つずつ吸着保持して運び、上記基準台６の所定の位置に搭載し、ユニット基板3の表面を基準面６０に突き当て、複数のユニット基板３の表面によって一つの高さが揃った基準平面が形成されるように配置する。この一つの基準平面を形成した状態で複数のユニット基板３を一体になるようにし、接合材２を塗布する。その後に、図２（ｂ）に示すように、垂直ピン７をメイン基板１の貫通孔に通してメイン基板１を固着する。この固着には、接合材２と同様に樹脂などを使用する。
【００２２】
この実施例においても、基準台6の基準面６０に、ユニット基板３上のプローブ５が接触しないように窪み６１が設けられ、この基準台６の窪み６１にユニット基板３上のプローブ５を収容し、ユニット基板３の表面側が基準台６の基準面６０に突き当たるようにしている。
【００２３】
図３は、本発明のその他の実施例を示す模式的断面図であって、プローブカードのユニット基板３とメイン基板１との固定手段を示している。図において、１〜６は、図1と同一または相当部分を示しており、この図３におけるユニット基板３の表面側周辺には段差部分３１が設けられている。図において、８は、ユニット基板３間に取り付けられた保持具を示し、メイン基板１には保持具8に対応した位置に貫通孔（図示せず）が設けられて、固定されるように構成されている。
【００２４】
特に、保持具８は、図３（ａ）に示すように、先端に広がり部分の頭を持ったピンであって、隣合うユニット基板３の間に固定され、ユニット基板３に段差部分３１に嵌まり込むようにすることによって余分な突出の無い状態でユニット基板３を保持具８によって固定する構成となっている。
【００２５】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示した構造の斜視図であって、ユニット基板３の表面側が一つの基準平面を形成して、保持具８が突出し、メイン基板１によって固定される直前の状態を表している。
【００２６】
以上の説明では、複数のユニット基板３によって一つの基準平面を形成するための手段、すなわち、ユニット基板３のZ方向での調整について説明を行ったが、ユニット基板３の一調整においては、X方向及びY方向の位置調整が必要になる。このX方向及びY方向の位置調整は、ユニット基板３に設けたアライメントマーク（図示せず）によって行う。すなわち、基準台6、ユニット基板３、メイン基板1にアライメントマークを付けておき、このアライメントマークをカメラ（図示せず）によって認識して、座標位置を確認し、それぞれの位置関係を整合して配置することによってＸ方向およびＹ方向に位置あわせを行うものである。
【００２７】
図４（ａ）は、更に他の実施例であって、図１に示して基準台６における基準面６０および窪み６１に代わる構造を示している。すなわち、図４における基準台６の基準面６５は図１〜図２に示した基準面６０とは異なっており、図１〜図２の基準台６の底面を基準となる面として使用している。そして、この実施例では、基準面６５とユニット基板３の表面との間に介在物として基準の高さを持った柱６２を立てている。この柱６２は、基準台６の基準面６５に立てる場合と、ユニット基板3の表面に立てる場合があり、図４（ａ）には、ユニット基板３の表面に柱６２を立てたものを示している。
【００２８】
基準台6の基準面６５に柱６２を立てるのは、図１〜図２と同様に、基準台６に窪み６１を設けるものと変わりなく作ることができる。
【００２９】
一方、ユニット基板３の表面に柱６２を設けるには、ユニット基板3上にプローブ5を設ける方法と同様に行うことができる。すなわち、ユニット基板3上にプローブ５を設ける方法としては、個別に作成したプローブ５を実装する場合と、ユニット基板３上に導電性金属層を積層させてプローブ５を形成する場合とがあり、前述の柱６２についても、図４（ｂ）に示すように、プローブ５と同様の工程で作成することができる。
【００３０】
この実施例の柱６２は、ユニット基板３のＺ方向の位置合せに使用されるが、実際のプローブカードとしては必要なものではないため、Ｚ方向の位置合せの後に機械的に取り除くことになる。そのため、後の作業で柱６２を取り除き易くするために、根元部分を細くした形状を採用する。しかし、垂直な力を加えることから、中心部分は軸心が一本通るように設定しておくことが望ましい。
【００３１】
以上の実施例においては、基準台6の基準面６０、６５にユニット基板3の表面を突き当てることによって複数のユニット基板3の表面で一つの基準平面を形作るようにしている。この工程において、最終的には、ユニット基板3の裏面にメイン基板1が取り付けられるが、この取り付けの際に、多少のＸＹ方向の位置づれが生じる可能性がある。これを防ぐには、基準台6にユニット基板３を位置決めする際に何れかの仮固定を行うことが良く、この仮固定の構造としては、図５（ａ）または図５（ｂ）に示す構成を用いる。
【００３２】
図５（ａ）に示しているのは、基準台６の内壁面に排気孔６３を設けたもので、この排気孔６３から真空引きを行うことによってユニット基板3を吸着して仮固定を行うものである。なお、詳細には示していないが、排気孔６３の封止は、薄いシート部材（図示せず）を排気孔６３の開口部に当てれば、圧力差によって蓋がされ、低圧状態を維持することができるものである。
【００３３】
また、図５（ｂ）に示しているものは、基準台６の突き当たる基準面６０に接着層６４を設ける事例である。この接着層６４は仮固定のための接着手段であって、ＸＹ方向の位置ずれを防ぐものである。この位置ずれ防止のために設けているので、接着強度は弱いもので十分である。
【００３４】
以上のように、本発明のプローブカードは、ユニット基板のプローブが搭載されている表面を基準面として、複数のユニット基板の表面によって一つの基準平面を形成させることによって、隣り合うプローブ先端の高さが同じに設定されるため、後の調整作業によって個々のユニット基板の高さを調整する必要がなく、製作時間の短縮に効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
プローブカードの製造工程において、調整作業の短縮に寄与できると共に、特性の安定した製品を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００３６】
１  メイン基板
２  接合材
３  ユニット基板
３１  段差部
４  吸着ノズル
５  プローブ
６  基準台
６０、６５  基準面
６１  窪み
６２  柱
６３  排気孔
６４  接着層
７  垂直ピン
８  保持具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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