(57)【要約】【課題】プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハの表面との平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることができるプローブカードの平行度調整機構を提供する。【解決手段】検査対象であるウェハ３１と検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続する複数のプローブ１を保持するプローブカード１０１のウェハ３１に対する平行度を調整するため、プローブカード１０１を取り付けるプローバ２０１の取り付け基準面Ｓ1に対してプローブカード１０１の傾斜度を変更する傾斜度変更手段の少なくとも一部をなす調整ねじ２２を設ける。【選択図】        図１
2008032648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象であるウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続する複数のプローブを保持するプローブカードと、前記プローブカードを取り付けるプローバとを有し、前記プローブカードの前記ウェハに対する平行度を調整するプローブカードの平行度調整機構であって、
前記プローブカードの前記プローバへの取り付け基準面に対して前記プローブカードの傾斜度を変更する傾斜度変更手段を備えたことを特徴とするプローブカードの平行度調整機構。
【請求項２】
前記プローバは、
下方に位置する表面を前記取り付け基準面とするフレーム部材と、
前記フレーム部材と前記プローブカードとの間に介在し、前記フレーム部材に締結され、前記プローブカードの表面と密着する表面を有するドッキング部材と、を含み、
前記傾斜度変更手段は、
前記ドッキング部材を前記フレーム部材に対して移動させることを特徴とする請求項１記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項３】
前記傾斜度変更手段は、
前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記フレーム部材に取り付けられ、先端が前記ドッキング部材の表面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含むことを特徴とする請求項２記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項４】
前記ドッキング部材の前記調整ねじの先端が当接する位置に芯出し用のくぼみを設けたことを特徴とする請求項３記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項５】
前記プローバは、
下方に位置する表面を前記取り付け基準面とするフレーム部材と、
前記フレーム部材と前記プローブカードとの間に介在し、前記プローブカードに締結され、前記フレーム部材の表面と密着する表面を有するドッキング部材と、を含み、
前記傾斜度変更手段は、
前記プローブカードを前記ドッキング部材に対して移動させることを特徴とする請求項１記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項６】
前記傾斜度変更手段は、
前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記ドッキング部材に取り付けられ、先端が前記プローブカードの表面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含むことを特徴とする請求項５記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項７】
前記プローブカードの前記調整ねじの先端が当接する位置に芯出し用のくぼみを設けたことを特徴とする請求項６記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項８】
前記プローバは、
前記プローブカードの前記プローブが突出している側の表面の一部を載置し、この載置面を前記取り付け基準面とするプローブカードホルダを含み、
前記傾斜度変更手段は、
前記プローブカードを前記プローブカードホルダに対して移動させることを特徴とする請求項１記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項９】
前記プローブカードは、
前記プローブと前記回路構造との電気的な接続を図る配線を有する配線基板と、
前記配線基板に装着されて前記配線基板を補強する補強部材と、を含み、
前記傾斜度変更手段は、
前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記プローブカードホルダの底面から取り付けられ、先端が前記補強部材の底面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含むことを特徴とする請求項８記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項１０】
前記傾斜度変更手段は、
前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記プローブカードの上面から取り付けられ、前記プローブカードホルダの前記載置面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含み、
前記載置面の前記調整ねじの先端が当接する位置に芯出し用のくぼみを設けたことを特徴とする請求項８記載のプローブカードの平行度調整機構。
【請求項１１】
前記プローブカードは、
前記プローブと前記回路構造との電気的な接続を図る配線を有する配線基板と、
前記配線基板に装着されて前記配線基板を補強する補強部材と、を含み、
前記傾斜度変更手段は、
前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記補強部材の上面から取り付けられた少なくとも３本の締結ねじと、
前記配線基板の板厚方向を貫通して埋め込まれ、前記配線基板の板厚よりも大きい高さを有し、前記締結ねじを螺合可能な複数のポスト部材と、を含み、
前記複数のポスト部材には、異なる高さを有するものが含まれることを特徴とする請求項８記載のプローブカードの平行度調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象であるウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続するプローブカードの平行度を調整するプローブカードの平行度調整機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程では、ダイシングする前のウェハの状態で導電性を有するプローブ（導電性接触子）をコンタクトさせることによって導通検査等の電気特性検査を行い、不良品を検出する（ＷＬＴ：Wafer Level Test）。このＷＬＴを行う際には、検査用の信号をウェハへ伝送するために、多数のプローブを収容するプローブカードが用いられる。ＷＬＴでは、ウェハ上のダイをプローブカードでスキャニングしながらプローブをダイごとに個別にコンタクトさせるが、ウェハ上には数百〜数万というダイが形成されているので、一つのウェハをテストするにはかなりの時間を要し、ダイの数が増加するとともにコストの上昇を招いていた。
【０００３】
上述したＷＬＴの問題点を解消するために、最近では、ウェハ上の全てのダイ、またはウェハ上の少なくとも１／４〜１／２程度のダイに数百〜数万のプローブを一括してコンタクトさせるＦＷＬＴ（Full Wafer Level Test）という手法も用いられている（例えば、特許文献１を参照）。この手法では、プローブをウェハ上の電極パッドに対して正確にコンタクトさせるため、ウェハの表面に対するプローブカードの平行度や平面度を精度よく保つことによってプローブの先端位置精度を保持する技術や、ウェハを高精度でアライメントする技術が必要とされている。
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５２４２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のプローブカードでは、プローブカードの取り付け基準面とウェハとの平行度が失われると、プローブカードが保持するプローブがウェハに対して一様にコンタクトすることができなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることができるプローブカードの平行度調整機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、検査対象であるウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続する複数のプローブを保持するプローブカードと、前記プローブカードを取り付けるプローバとを有し、前記プローブカードの前記ウェハに対する平行度を調整するプローブカードの平行度調整機構であって、前記プローブカードの前記プローバへの取り付け基準面に対して前記プローブカードの傾斜度を変更する傾斜度変更手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、上記発明において、前記プローバは、下方に位置する表面を前記取り付け基準面とするフレーム部材と、前記フレーム部材と前記プローブカードとの間に介在し、前記フレーム部材に締結され、前記プローブカードの表面と密着する表面を有するドッキング部材と、を含み、前記傾斜度変更手段は、前記ドッキング部材を前記フレーム部材に対して移動させるとしてもよい。
【０００９】
また、上記発明において、前記傾斜度変更手段は、前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記フレーム部材に取り付けられ、先端が前記ドッキング部材の表面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含むとしてもよい。
【００１０】
また、上記発明において、前記ドッキング部材の前記調整ねじの先端が当接する位置に芯出し用のくぼみを設けてもよい。
【００１１】
また、上記発明において、前記プローバは、下方に位置する表面を前記取り付け基準面とするフレーム部材と、前記フレーム部材と前記プローブカードとの間に介在し、前記プローブカードに締結され、前記フレーム部材の表面と密着する表面を有するドッキング部材と、を含み、前記傾斜度変更手段は、前記プローブカードを前記ドッキング部材に対して移動させるとしてもよい。
【００１２】
また、上記発明において、前記傾斜度変更手段は、前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記ドッキング部材に取り付けられ、先端が前記プローブカードの表面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含むとしてもよい。
【００１３】
また、上記発明において、前記プローブカードの前記調整ねじの先端が当接する位置に芯出し用のくぼみを設けてもよい。
【００１４】
また、上記発明において、前記プローバは、前記プローブカードの前記プローブが突出している側の表面の一部を載置し、この載置面を前記取り付け基準面とするプローブカードホルダを含み、前記傾斜度変更手段は、前記プローブカードを前記プローブカードホルダに対して移動させるとしてもよい。
【００１５】
また、上記発明において、前記プローブカードは、前記プローブと前記回路構造との電気的な接続を図る配線を有する配線基板と、前記配線基板に装着されて前記配線基板を補強する補強部材と、を含み、前記傾斜度変更手段は、前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記プローブカードホルダの底面から取り付けられ、先端が前記補強部材の底面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含むとしてもよい。
【００１６】
また、上記発明において、前記傾斜度変更手段は、前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記プローブカードの上面から取り付けられ、前記プローブカードホルダの前記載置面に当接可能な少なくとも３本の調整ねじを含み、前記載置面の前記調整ねじの先端が当接する位置に芯出し用のくぼみを設けてもよい。
【００１７】
また、上記発明において、前記プローブカードは、前記プローブと前記回路構造との電気的な接続を図る配線を有する配線基板と、前記配線基板に装着されて前記配線基板を補強する補強部材と、を含み、前記傾斜度変更手段は、前記取り付け基準面の円周上に配置され、前記取り付け基準面と直交する方向に進退自在となるように前記補強部材の上面から取り付けられた少なくとも３本の締結ねじと、前記配線基板の板厚方向を貫通して埋め込まれ、前記配線基板の板厚よりも大きい高さを有し、前記締結ねじを螺合可能な複数のポスト部材と、を含み、前記複数のポスト部材には、異なる高さを有するものが含まれるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るプローブカードの平行度調整機構によれば、検査対象であるウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続する複数のプローブを保持するプローブカードのウェハに対する平行度を調整するため、プローブカードを取り付けるプローバの取り付け基準面に対してそのプローブカードの傾斜度を変更する傾斜度変更手段を備えたことにより、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合もあることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す断面図である。同図においては、導電性材料からなる複数のプローブ１を収容するプローブカード１０１と、プローブカード１０１が取り付けられ、検査対象であるウェハ３１の電気特性検査を行うプローバ２０１の要部とを示している。
【００２１】
まず、プローブカード１０１の構成を説明する。プローブカード１０１は、複数のプローブ１を用いて検査対象であるウェハ３１と検査用の信号を生成する回路構造とを電気的に接続するものであり、配線が設けられた円盤状の配線基板２と、配線基板２の一方の面に装着され、配線基板２を補強する補強部材３と、配線基板２からの配線を中継するインターポーザ４と、インターポーザ４によって中継された配線の間隔を変換するスペーストランスフォーマ５と、配線基板２よりも径が小さい円盤状をなしてスペーストランスフォーマ５に積層され、ウェハ３１の配線パターンに対応して複数のプローブ１を収容保持するプローブヘッド６と、を備える。また、プローブカード１０１は、配線基板２に取り付けられ、インターポーザ４およびスペーストランスフォーマ５を積層した状態で一括して保持する保持部材７と、保持部材７に装着されてプローブヘッド６の端部を固定するリーフスプリング８と、配線基板２と検査用の回路構造との電気的な接続を図るオスコネクタ９と、を備える。
【００２２】
配線基板２は、ベークライトやエポキシ樹脂等の絶縁性物質を用いて形成され、その内部には配線層がビアホール等によって立体的に形成されている。配線基板２に形成される配線は、一方の端部がオスコネクタ９に接続され、他方の端部がスペーストランスフォーマ５に接続されている。なお、図１では、記載を簡略にするために、一部の配線のみを模式的に示している。
【００２３】
補強部材３は円盤状をなし、オスコネクタ９を上方へ露出可能な中空部を有している。この補強部材３は、アルマイト仕上げを行ったアルミニウム、ステンレス、インバー材、コバール材（登録商標）、ジュラルミンなど剛性の高い材料によって実現される。
【００２４】
インターポーザ４は、薄板状をなす。このインターポーザ４として、例えばマシナブルセラミックスからなる基材に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔に伸縮自在な接続端子を挿通したものを用いることができる。接続端子は、その一端がスペーストランスフォーマ５の電極パッドに接触するとともに、他端が配線基板２の電極パッドに接触している。この場合の接続端子は、導電性材料を巻回して形成したコイルばねによって構成してもよいし、導電性を有するばねの両端にピン型の導電性接続部材を取り付けた構成としてもよい。なお、インターポーザ４として、ポリイミド等の絶縁性材料からなる薄膜状の基材と、この基材の両面に配設され、片持ち梁状をなす板ばね式の複数の導電性接続端子とを有するものを適用してもよい。また、インターポーザ４として、薄板状のシリコンゴム内部の板厚方向に金属粒子を配列させた加圧導電ゴムを適用してもよい。
【００２５】
スペーストランスフォーマ５は、内部の配線層も配線基板２と同様、ビアホール等によって立体的に形成されている。このスペーストランスフォーマ５の表面はインターポーザ４と略合同な表面を有し、薄板状をなしている。かかるスペーストランスフォーマ５は、アルミナ系セラミックス等の絶縁性材料を母材としており、プローブヘッド６の熱膨張係数と配線基板２の熱膨張係数との差を緩和する機能をも果たしている。
【００２６】
プローブヘッド６は、セラミックス等の絶縁性材料によって形成された円盤形状をなし、ウェハ３１の配列に応じて複数のプローブ１を収容するための複数の貫通孔部が板厚方向に貫通するように形成されている。プローブヘッド６に収容されるプローブ１の数や配置パターンは、ウェハ３１に形成される半導体チップの数や電極パッドの配置パターンに応じて定まる。例えば、直径８インチ（約２００ｍｍ）のウェハ３１を検査対象とする場合には、数百〜数千個のプローブ１が必要となる。また、直径１２インチ（約３００ｍｍ）のウェハ３１を検査対象とする場合には、数千〜数万個のプローブ１が必要となる。
【００２７】
プローブヘッド６が収容するプローブ１は、ウェハチャック７０１に載置されたウェハ３１の電極パッドの配置パターンに対応して一方の先端が突出するようにプローブヘッド６に収容保持されており、各プローブ１の表出している先端がウェハ３１の複数の電極パッドの表面に対して垂直な方向から所定圧で接触する。プローブ１は細針状をなすとともに、長手方向に伸縮自在に弾発付勢されている。このようなプローブ１として、従来から知られているプローブのいずれかを適用することができる。
【００２８】
保持部材７は、補強部材３と同様の材料によって構成され、積層されたインターポーザ４およびスペーストランスフォーマ５を保持することが可能な中空部を有する。この保持部材７は、ねじ（図示せず）等を用いて配線基板２に固着されている。
【００２９】
リーフスプリング８は、リン青銅、ステンレス、ベリリウム銅などの弾性のある材料から形成され、薄肉の円環状をなし、保持部材７に締結されている。リーフスプリング８は、プローブヘッド６表面の周縁部近傍を全周に渡って配線基板２の方向へ均等に押さえ付けており、プローブヘッド６で収容するプローブ１には略均一な初期荷重を発生し、プローブヘッド６の反りを防止している。
【００３０】
オスコネクタ９は、配線基板２の中心に対して放射状に配設され、プローバ２０１が具備するメスコネクタ（図示せず）と対をなし、互いの端子が接触することによってプローブ１と検査用の回路構造との電気的な接続を確立する。オスコネクタ９とメスコネクタとから構成されるコネクタとしてＺＩＦ型コネクタを適用することができる。このＺＩＦ型コネクタを適用すれば、プローブカード１０１や検査装置は、プローブ１の数が多くても接続によるストレスをほとんど受けずに済み、電気的な接続を確実に得ることができる上、プローブカード１０１の耐久性を向上させることもできる。なお、オスコネクタ９の配置位置は、必ずしも上述したものに限られるわけではない。また、配線基板２にメスコネクタを配設する構成としてもよい。
【００３１】
以上の構成を有するプローブカード１０１を組み立てる際、配線基板２、補強部材３、インターポーザ４、スペーストランスフォーマ５、プローブヘッド６、保持部材７を順次積層するときには、所定の位置決めピンを用いて相互の位置決めを行うようにすればより好ましい。
【００３２】
次に、プローバ２０１の要部の構成を説明する。図２はプローバ２０１の上面図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ線断面図である。プローバ２０１は、プローブカード１０１の補強部材３側を取り付けるフレーム部材２１１と、フレーム部材２１１を支持する支持部材２２１と、プローブカード１０１の底面を保持するプローブカードホルダ３０１とを備える。また、プローバ２０１は、ステンレスまたはアルミニウム等の金属を用いて形成され、フレーム部材２１１とプローブカード１０１の補強部材３との間に介在し、フレーム部材２１１に締結された円盤状のドッキング部材４０１と、ウェハ３１を載置するウェハチャック７０１とを備える。さらに、プローバ２０１は、ウェハチャック７０１の昇降動作を行う駆動手段と、プローブ１とウェハ３１との位置合わせを行う位置合わせ手段と、プローバ２０１の各動作を制御する制御手段と、を備える（図示せず）。
【００３３】
フレーム部材２１１は、プローブカード１０１の配線基板２よりも若干大きい径を有する円形の外周部２１１ａと、外周部２１１ａのなす円と同じ中心を有し、ドッキング部材４０１よりも若干大きい表面積を有する円盤状をなす中央部２１１ｂと、中央部２１１ｂの外周方向から外周部２１１ａに達するまで延出し、外周部２１１ａと中央部２１１ｂとを連結する４つの連結部２１１ｃとを有する。
【００３４】
フレーム部材２１１の中央部２１１ｂには、その中心部を板厚方向に貫通する孔部２１２が設けられている。この孔部２１２の内側面には、フレーム部材２１１とドッキング部材４０１とを締結する締結ねじ２１を螺合可能なねじ山が設けられている（図示せず）。また、フレーム部材２１１の中央部２１１ｂには、４つの孔部２１３が取り付け基準面Ｓ1上の同一円周上の中心対称な位置に形成されている。これらの孔部２１３の内側面にはねじ山（図示せず）が設けられており、プローブカード１０１の平行度を調整する調整ねじ２２が螺合されている。
【００３５】
プローブカードホルダ３０１は、プローブカード１０１を保持した状態でプローブヘッド６の表面を表出する中空部３１１が形成され、配線基板２の底面部を載置可能な薄円盤状をなす主板部３０１ａを有する。
【００３６】
ドッキング部材４０１の中心部には、その中心部を板厚方向に貫通する孔部４１１が設けられている。この孔部４１１の内側面には、締結ねじ２１を螺合可能なねじ山が設けられている（図示せず）。ドッキング部材４０１をフレーム部材２１１と締結する際には、孔部２１２と孔部４１１とを同軸的に連通し、締結ねじ２１を螺合することによって両部材を締結する。なお、フレーム部材２１１の孔部２１３に螺合される調整ねじ２２は、その先端部がドッキング部材４０１の表面に当接するまで埋め込まれる。この調整ねじ２２は、取り付け基準面Ｓ1と直交する方向に進退自在である。また、ドッキング部材４０１の底面とプローブカード１０１の補強部材３の上面とは隙間なく密着しており、ドッキング部材４０１が移動する際には、プローブカード１０１も追従して移動する。
【００３７】
ドッキング部材４０１は、プローブ１の先端の高さを調整するスペーサとしての機能も有している。すなわち、ドッキング部材４０１は、プローブ１がウェハ３１とコンタクトしてストロークした後、プローブ１の先端がプローブカードホルダ３０１の底面よりも確実に下方に突出するような厚さを有している。
【００３８】
次に、図３を用いて調整ねじ２２の作用を説明する。本実施の形態１では、調整ねじ２２を回してその調整ねじ２２の先端位置を進退すなわち図３で上下動させることにより、フレーム部材２１１に対してドッキング部材４０１を移動させ、ドッキング部材４０１および補強部材３の上面がドッキング部材４０１の下面に密着するプローブカード１０１の取り付け基準面Ｓ1に対する傾斜度を変更する。この意味で、調整ねじ２２は、傾斜度変更手段の少なくとも一部をなしている。図３に示す場合、調整ねじ２２を図で下方へ動かすことによってフレーム部材２１１の底面である取り付け基準面Ｓ1とドッキング部材４０１との平行度は失われているが、ここで調整すべきはプローブ１の先端位置を通る平面Ｐとウェハ３１の表面を通過する平面Ｗとの平行度であり（図１を参照）、問題はない。なお、調整ねじ２２によるドッキング部材４０１の移動量Δｈは、たかだか数十〜数百μｍ（マイクロメートル）程度である。
【００３９】
ところで、図２においては、フレーム部材２１１の構成（連結部２１１ｃが４つ）等も考慮に入れて４本の調整ねじ２２を取り付ける構成とした場合を図示しているが、一般に調整ねじ２２の本数は、各調整ねじ２２の先端によって一つの平面を構成することができればよく、最低３本あればよい。この一方で、調整ねじ２２の本数が多すぎると、傾斜度を変更して平行度の調整を行うこと自体が難しくなる。したがって、フレーム部材２１１に取り付ける調整ねじ２２の本数は、３〜６本程度であればより好ましい。また、調整ねじ２２の配置場所は、必ずしも上述した場合に限られるわけではなく、配線基板２、補強部材３、インターポーザ４、スペーストランスフォーマ５等の板厚や表面積、剛性等の諸条件によって適宜定めればよい。
【００４０】
なお、フレーム部材２１１に対するドッキング部材４０１の傾斜度を変更し、プローブカード１０１の平行度を調整する際には、プローブ１の先端付近をカメラ等の撮像手段によって撮影し、この撮影した画像を参照しながら調整ねじ２２の締め具合を調整すれば効率よく傾斜度を変更することができてより好ましい。
【００４１】
以上説明した本発明の実施の形態１に係るプローブカードの平行度調整機構によれば、検査対象であるウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続する複数のプローブを保持するプローブカードのウェハに対する平行度を調整するため、プローブカードを取り付けるプローバの取り付け基準面に対してそのプローブカードの傾斜度を変更する傾斜度変更手段を備えたことにより、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態１によれば、プローブがウェハに対して一様にコンタクトするような調整を行うことにより、高精度で信頼性の高いウェハの電気特性検査を実現することができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態１によれば、プローブの先端位置の精度も向上するため、プローブ間の先端の高さ方向の位置のバラツキを抑え、全てのプローブのストロークをほぼ一定とすることができ、安定した接触抵抗を得ることができる。加えて、全てのプローブのストロークをほぼ一定とすることにより、特定のプローブに対して必要以上の荷重を加えてしまうこともなくなるため、ウェハ上の電極パッドを過度に傷つけずに済む。また、ダイとパッケージとの接続工程（ワイヤーボンディング等）における歩留まりの悪化や、電極パッドに接続された配線の破壊等を防止することもできる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。プローブカード１０２は、配線基板２を補強する補強部材１１の中心部に孔部１１１が設けられている。上記以外のプローブカード１０２の構成は、プローブカード１０１の構成と同じである。
【００４５】
プローブカード１０２を取り付けるプローバ２０２は、プローブカード１０２の補強部材１１側を取り付けるフレーム部材２３１と、フレーム部材２３１とプローブカード１０２の間に介在し、プローブカード１０２に締結された円盤状のドッキング部材４０２と、を備える。ドッキング部材４０２の中心部には、取り付け時に孔部１１１と同軸的に連通可能な孔部４２１が形成されており、これらの孔部１１１および４２１に締結ねじ２３を螺合することにより、ドッキング部材４０２と補強部材１１とが締結されている。
【００４６】
ドッキング部材４０２には、複数の孔部４２２が中心対称な位置に配置されている。本実施の形態２では、ドッキング部材４０２の上面はフレーム部材２３１の中央部２３１ｂの底面と隙間なく密着している。この意味で、孔部４２２は、取り付け基準面Ｓ1上の同一円周上の中心対称な位置に配置されているということもできる。これらの孔部４２２の内側面には、プローブカード１０２の補強部材１１の取り付け基準面Ｓ1に対する傾斜度を変更する傾斜度変更手段の一部をなす調整ねじ２４を螺合可能なねじ山（図示せず）が設けられている。孔部４２２の数は、上述した実施の形態１と同様に３〜６個程度であれば好ましい。
【００４７】
調整ねじ２４の先端は補強部材１１の上面に当接している。本実施の形態２では、プローブカード１０２がドッキング部材４０２に締結されているため、プローバ２０２にプローブカード１０２を取り付ける前に、ドッキング部材４０２に対するプローブカード１０２の傾斜度を変更してプローブカード１０２の平行度を調整することもできる。
【００４８】
フレーム部材２３１には、プローブカード１０２をプローバ２０２へ取り付けたときにドッキング部材４０２の孔部４２２と同軸的に連通する孔部２３２が設けられている。このため、プローブカード１０２をプローバ２０２に取り付けた後も、フレーム部材２３１の上面から調整ねじ２４の先端位置を進退すなわち図４で上下動させ、取り付け基準面Ｓ1に対するプローブカード１０２の傾斜度を変更することができる。
【００４９】
上記以外のプローブカード１０２およびプローバ２０２の各構成は、上記実施の形態１で説明したプローブカード１０１およびプローバ２０１の各構成とそれぞれ同様である。
【００５０】
以上説明した本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることが可能となる。
【００５１】
また、本実施の形態２によれば、プローブカードをプローバへ取り付ける前に予備的な調整を行うこともできる。
【００５２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。プローブカード１０３は、配線が設けられた配線基板１２と、配線基板１２を補強する補強部材１３と、を備える。また、プローブカード１０３は、上記実施の形態１で説明したプローブカード１０１が具備するのとそれぞれ同じ構成を有するインターポーザ４、スペーストランスフォーマ５、プローブヘッド６、保持部材７、およびリーフスプリング８を具備している。
【００５３】
プローブカード１０３を取り付けるプローバ２０３は、プローブカード１０３の底面を保持するプローブカードホルダ３０２と、プローブカード１０３の補強部材１３の上方からばねの弾性力によって伸縮自在な構成を有する接続端子５１を複数個有する中空平板状の端子座５０１とを備える。接続端子５１は、その先端が、配線基板１２の端面に設けられて内部の配線に接続される複数の電極パッド（図示せず）と対向する位置に配設されている。
【００５４】
プローブカードホルダ３０２は、プローブカード１０３を保持した状態でプローブヘッド６の表面を表出する中空部３２１が形成され、配線基板１２の底面部を載置可能な薄円盤状をなす主板部３０２ａを有しており、この主板部３０２ａの上面がプローバ２０３における取り付け基準面Ｓ2である。
【００５５】
プローバ２０３にプローブカード１０３を取り付ける際には、プローブカード１０３をプローブカードホルダ３０２の主板部３０２ａに載置した後、端子座５０１をプローブカード１０３の上方から押し付けることによってプローブカード１０３を固定する。
【００５６】
プローブカードホルダ３０２の主板部３０２ａの周縁部付近には、主板部３０２ａを板厚方向に貫通する孔部３２２が形成されている。また、配線基板１２の周縁部付近にも、プローブカードホルダ３０２に載置したときに孔部３２２と同軸的に連通する孔部１２１が形成されている。これらの孔部３２２および１２１は、取り付け基準面Ｓ2上の同一円周上の中心対称な位置に形成されている。孔部３２２および１２１の内周面にはねじ山（図示せず）が形成されており、プローブカード１０３の平行度を調整する調整ねじ２５がプローブカードホルダ３０２の底面側から取り付けられている。本実施の形態３においても、調整ねじ２５の本数は３〜６本程度が好ましい。
【００５７】
次に、図６を用いて調整ねじ２５の作用を説明する。本実施の形態３では、調整ねじ２５を回してその調整ねじ２５の先端位置を進退すなわち図６で上下動させることにより、プローブカードホルダ３０２に対してプローブカード１０３を移動させ、プローブカードホルダ３０２の載置面である取り付け基準面Ｓ2に対するプローブカード１０３の傾斜度を変更する。この意味で、調整ねじ２５は、傾斜度変更手段の少なくとも一部をなしている。図６に示す場合、調整ねじ２５を図で上方へ動かすことによってプローブカードホルダ３０２の取り付け基準面Ｓ2とプローブカード１０３の配線基板１２の底面との平行度は失われているが、ここで調整すべきはプローブ１の先端位置を通る平面Ｐとウェハ３１を通過する平面Ｗとの平行度であり（図５を参照）、問題はない。なお、調整ねじ２５によるプローブカード１０３の上下方向の移動量ΔＨは、たかだか数十〜数百μｍ程度である。
【００５８】
なお、本実施の形態３において、プローブカード１０３の上方からプローブカード１０３を押さえつける端子座５０１をコネクタ座に置き換えることも可能である。この場合には、上述した実施の形態１と同様に、コネクタ座と相対するコネクタを配線基板１２の上面に取り付ければよい。
【００５９】
以上説明した本発明の実施の形態３に係るプローブカードの平行度調整機構によれば、検査対象であるウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続する複数のプローブを保持するプローブカードのウェハに対する平行度を調整するため、プローブカードを取り付けるプローバの取り付け基準面に対してそのプローブカードの傾斜度を変更する傾斜度変更手段を備えたことにより、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることが可能となる。
【００６０】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るプローブカードの平行度調整機構を構成を示す図である。プローブカード１０４は、配線が設けられた配線基板１４と、配線基板１４を補強する補強部材１５と、を備える。配線基板１４の周縁部付近には、板厚方向に貫通する複数の孔部１４１が形成されている。また、補強部材１５の周縁部付近には、取り付け時に配線基板１４の孔部１４１と同軸的に連通する孔部１５１が形成されている。孔部１４１および１５１の内周面にはねじ山（図示せず）が形成されており、プローブカード１０４の平行度を調整する調整ねじ２６が補強部材１５の上面側から取り付けられている。なお、ここで説明した以外のプローブカード１０４の構成は、上記実施の形態１で説明したプローブカード１０１の構成と同様である。
【００６１】
プローブカード１０４を装着するプローバ２０４は、プローブカード１０４の底面を保持するプローブカードホルダ３０３を備える。プローブカードホルダ３０３以外のプローバ２０４の構成は、上記実施の形態３におけるプローバ２０３の構成と同じである。
【００６２】
プローブカードホルダ３０３は、プローブカード１０３を保持した状態でプローブヘッド６の表面を表出する中空部３３１が形成され、配線基板１４の底面部を載置可能な薄円盤状をなす主板部３０３ａを有しており、この主板部３０３ａの上面がプローバ２０４における取り付け基準面Ｓ2である。主板部３０３ａの上面には、補強部材１５および配線基板１４において取り付け基準面Ｓ2上の同一円周上の中心対称な位置にそれぞれ形成された孔部１５１および１４１に螺合されている調整ねじ２６の先端が当接する位置に、その調整ねじ２６の芯出しを行うくぼみ３３２が設けられている。
【００６３】
本実施の形態４では、傾斜度変更手段の少なくとも一部をなす調整ねじ２６をプローブカード１０４の上面側から取り付け、この調整ねじ２６の先端位置を進退すなわち図７で上下動させることにより、プローブカードホルダ３０３に対してプローブカード１０４を移動させ、プローブカードホルダ３０３の載置面である取り付け基準面Ｓ2に対するプローブカード１０４の傾斜度を変更する。その際、調整ねじ２６の先端が芯出しされ、くぼみ３３２に自動的に当接して保持されるため、正確な位置決めを行うことができる。この意味で、調整ねじ２６はプローブカード１０４のプローブカードホルダ３０３への位置決めピンとしての機能をも有している。
【００６４】
以上説明した本発明の実施の形態４によれば、上述した実施の形態１〜３と同様に、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることが可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態４によれば、プローブカードの載置面上で調整ねじの先端位置が当接する位置にくぼみを設けることによって調整ねじの芯出しをすることにより、正確な位置決めを行うことが可能となる。
【００６６】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。プローブカード１０５は、配線が設けられた配線基板１６と、配線基板１６を補強する補強部材１７と、を備える。配線基板１６の周縁部付近には、板厚方向に貫通する複数の孔部１６１が形成されている。また、補強部材１７の周縁部付近には、取り付け時に配線基板１６の孔部１６１と同軸的に連通する孔部１７１が形成され、その内側面には、後述する締結ねじ２７を取り付け可能なねじ山が設けられている（図示せず）。これらの孔部１６１および１７１は、取り付け基準面Ｓ2上の同一円周上の中心対称な位置に形成されている。なお、ここで説明した以外のプローブカード１０５の構成は、上記実施の形態１で説明したプローブカード１０１の構成と同様である。
【００６７】
プローブカード１０５を装着するプローバ２０５は、プローブカード１０５の底面を保持するプローブカードホルダ３０４を備える。プローブカードホルダ３０４は、プローブカード１０５を保持した状態でプローブヘッド６の表面を表出する中空部３４１が形成され、配線基板１６の底面部を載置可能な薄円盤状をなす主板部３０４ａを有しており、この主板部３０４ａの上面がプローバ２０５における取り付け基準面Ｓ2である。プローブカードホルダ３０４以外のプローバ２０５の構成は、上記実施の形態３におけるプローバ２０３の構成と同じである。
【００６８】
本実施の形態５では、傾斜度変更手段として、取り付け基準面Ｓ2上の同一円周上の中心対称な位置に配置され、取り付け基準面Ｓ2と直交する方向にプローブカード１０５の補強部材１７の上面側から取り付けられた少なくとも３本の締結ねじ２７と、プローブカード１０５の配線基板１６の孔部１６１に貫通して埋め込まれ、締結ねじ２７を螺合可能な複数のポスト部材６１と、を含む。
【００６９】
ポスト部材６１は、一方の底面から締結ねじ２７を螺合可能な凹部６１１を備えた円筒形状をなしており、その高さｈ1は配線基板１６の板厚よりも大きい。本実施の形態５では、孔部１６１に高さが異なるポスト部材を埋め込むことによってプローブカード１０５をプローブカードホルダ３０４に対して移動させ、プローブカード１０５のプローブカードホルダ３０４に対する傾斜度を変更する。具体的には、例えば図９に示すように、孔部１６１のいずれか一つににポスト部材６１とは異なる高さｈ2（＞ｈ1）を有するとともに締結ねじ２７を螺合可能な凹部６２１を具備するポスト部材６２を埋め込むことによって、プローブカード１０５のプローブカードホルダ３０４に対する傾斜度が変わる。
【００７０】
このようなポスト部材としては、例えば５〜１０μｍ程度の単位で高さが段階的に異なる複数種類のポスト部材を形成しておき、それらのポスト部材の中から最適な組み合わせを探し出して各孔部１６１に埋め込み、プローブカード１０５の平行度を調整するようにすればよい。
【００７１】
以上説明した本発明の実施の形態５によれば、所定の高さを有する複数種類のポスト部材を適宜用いることによってプローブカードホルダに対するプローブカードの傾斜度を変更することにより、プローブカードの取り付け基準面と検査対象であるウェハとの平行度が失われていても、そのプローブカードが保持するプローブをウェハに対して一様にコンタクトさせることが可能となる。
【００７２】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための最良の形態として、実施の形態１〜５を詳述してきたが、本発明はそれらの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、実施の形態４でプローブカードホルダ３０３に形成したくぼみ３３２と同様のくぼみを、他の実施の形態における調整ねじの先端に当接する位置に形成してもよい。
【００７３】
このように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。
【図２】プローバの要部の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１で適用される調整ねじの作用を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３で適用される調整ねじの作用を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係るプローブカードの平行度調整機構の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５で適用されるポスト部材の作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  プローブ
２、１２、１４、１６  配線基板
３、１１、１３、１５、１７  補強部材
４  インターポーザ
５  スペーストランスフォーマ
６  プローブヘッド
７  保持部材
８  リーフスプリング
９  オスコネクタ
２１、２３、２７  締結ねじ
２２、２４、２５、２６  調整ねじ
３１  ウェハ
５１  接続端子
６１、６２  ポスト部材
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５  プローブカード
１１１、１２１、１４１、１５１、１６１、１７１、２１２、２１３、２３２、３２２、４１１、４２１、４２２  孔部
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５  プローバ
２１１、２３１  フレーム部材
２１１ａ、２３１ａ  外周部
２１１ｂ、２３１ｂ  中央部
２１１ｃ  連結部
２２１  支持部材
３０１、３０２、３０３、３０４  プローブカードホルダ
３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａ  主板部
３１１、３２１、３３１、３４１  中空部
３３２  くぼみ
４０１、４０２  ドッキング部材
５０１  端子座
６１１、６２１  凹部
７０１  ウェハチャック
Ｓ1、Ｓ2  取り付け基準面
【図１】
2008032648.tif 000003
【図２】
2008032648.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008032648.tif 000006
【図５】
2008032648.tif 000007
【図６】
2008032648.tif 000008
【図７】
2008032648.tif 000009
【図８】
2008032648.tif 000010
【図９】
2008032648.tif 000011