(57)【要約】      （修正有）【課題】  本発明の目的は、微細化したとしても、オーバードライブの負荷に耐え得るアーチ型プローブ及びこれを用いたプローブカードを提供することにある。【解決手段】  アーチ型プローブ２００は、一端が基板１００に支持される第１の１／４円弧部２１０と、この第１の１／４円弧部２１０の他端と連設されており且つ基板１００に向かって伸びる第２の１／４円弧部２２０とを有する形状となっており、第２の１／４円弧部２２０は第１の１／４円弧部２１０より若干短く設定されている。このアーチ型プローブ２００の頂部が半導体ウエハＢの電極１０に接触する接触面となっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードの基板の面上に片持ち状に形成された半円弧状のプローブであって、一端が基板に支持される第１の１／４円弧部と、この第１の１／４円弧部の他端と連設されており且つ前記第１の１／４円弧部より若干短くされた第２の１／４円弧部とを有しており、当該プローブのほぼ中心位置の頂部が測定対象の電極に接触する接触面となっていることを特徴とするアーチ型プローブ。
【請求項２】
請求項１記載のアーチ型プローブにおいて、前記頂部には、突起状の接触端子が設けられていることを特徴とするアーチ型プローブ。
【請求項３】
請求項１記載のアーチ型プローブにおいて、前記第２の１／４円弧部の先端部は、球状に形成されていることを特徴とするアーチ型プローブ。
【請求項４】
請求項１記載のアーチ型プローブにおいて、前記第２の１／４円弧部の先端部の先端面にはコーティングが施されていることを特徴とするアーチ型プローブ。
【請求項５】
請求項１記載のアーチ型プローブにおいて、プローブには、ヤング率を高くするために必要な素材が含まれていることを特徴とするアーチ型プローブ。
【請求項６】
半導体ウエハ測定装置のセンシング部分であるプローブカードにおいて、同装置のプローバに装着される基板と、この基板の面上に形成される請求項１乃至５のアーチ型プローブとを有することを特徴とするプローブカード。
【請求項７】
請求項６記載のプローブカードにおいて、前記基板の面上の第２の１／４円弧部の先端面の当接部分には、コーティングが施されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項８】
請求項６記載のプローブカードにおいて、前記プローブの前記基板との対向面には、当該アーチ型プローブより高弾性の補強部材が長さ方向に沿って一体的に設けられていることを特徴とするプローブシート。
【請求項９】
請求項６記載のプローブカードにおいて、前記基板と前記アーチ型プローブの頂部の反対面との間には、当該アーチ型プローブより高弾性の補強部材が設けられていることを特徴とするプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象の電気的諸特性を測定するのに使用するプローブ及びこれを用いたプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプローブカードとしては、測定対象の電極に接触する針状のプローブと、このプローブが設けられる基板とを有しており、前記プローブを電極に接触させた後、押圧( オーバードライブ) させ、これによりプローブの所定の接触圧を確保する一方、プローブを電極の面上で横方向に滑らせ( スクラブを発生させる) 、これによりプローブと電極との電気的導通を図っているものがある( 特許文献１参照) 。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４１９７８号公報
【０００４】
ところで、プローブカードにおいては、近年の測定対象の高集積化( 電極間のピッチ間隔が狭くなる) に伴い、プローブを微細化し、狭いピッチ間隔で基板に設けることが必要になっている。
【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、針状のプローブを微細化すると、オーバードライブによる負荷に耐えられず、プローブが破損してしまう。このため、測定対象の高集積化に対応することが困難になっている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、微細化したとしても、オーバードライブの負荷に耐え得るアーチ型プローブ及びこれを用いたプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のアーチ型プローブは、プローブカードの基板の面上に片持ち状に形成された半円弧状のプローブであって、一端が基板に支持される第１の１／４円弧部と、この第１の１／４円弧部の他端と連設されており且つ前記第１の１／４円弧部より若干短くされた第２の１／４円弧部とを有しており、当該プローブのほぼ中心位置の頂部が測定対象の電極に接触する接触面となっている。
【０００８】
このプローブの頂部には、突起状の接触端子が設けられていることが望ましい。また、前記プローブの第２の１／４円弧部の先端部を球状とすることができる。その代わりに、この第２の１／４円弧部の先端部の先端面に対してコーティングを施すようにしても良い。また、前記プローブにはヤング率を高くするために必要な素材を含ませることができる。
【０００９】
本発明のプローブカードは、測定対象測定装置のセンシング部分であるプローブカードであって、同装置のプローバに装着される基板と、この基板の面上に形成される上記アーチ型プローブとを有している。
【００１０】
前記基板の面上の第２の１／４円弧部の先端面の当接部分にはコーティングを施すことができる。
【００１１】
また、前記プローブの前記基板との対向面には、当該アーチ型プローブより高弾性の補強部材を長さ方向に沿って一体的に設けることができる。若しくは、前記基板と前記アーチ型プローブの頂部の反対面との間に、当該アーチ型プローブより高弾性の補強部材を設けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に係るアーチ型プローブによる場合、半円弧状に形成されたプローブの頂部を測定対象の電極に接触させ、その後、オーバードライブを行うと、当該プローブが弾性変形しつつ、第２の１／４円弧部の先端部が基板の面上に当接し、その状態で当該基板の面上を横方向に移動する( 即ち、滑る) ようになっているので、オーバードライブによる負荷を分散させることができる。従って、従来例の如くプローブが破損することがない。しかも、第２の１／４円弧部の先端部は基板に当接するようになっているので、プローブと電極との電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を確保することもでき、且つ第２の１／４円弧部の先端部は基板に当接した状態で当該基板の面上を滑ることで、プローブの頂部が測定対象の電極上で滑るので、所定のスクラブ量を確保することもできる。その結果、プローブの微細化を図ることが可能になり、高集積化された測定対象に対応することができる。
【００１３】
本発明の請求項２に係るアーチ型プローブによる場合、プローブの頂部に測定対象の電極に接触する接触端子が設けられているので、電極との接触を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項３に係るアーチ型プローブによる場合、プローブの第２の１／４円弧部の先端部が球状にされているので、当該プローブの第２の１／４円弧部の先端部と基板との摩擦係数が低減する。その結果、前記第２の１／４円弧部の先端部が基板の面上に当接した状態で横方向に滑り易くなるので、オーバードライブによる負荷をより分散することが可能になる。
【００１５】
本発明の請求項４に係るアーチ型プローブによる場合、前記第２の１／４円弧部の先端部の先端面がコーティングされているので、当該プローブの第２の１／４円弧部の先端部と基板との摩擦係数が低減し、その結果、請求項３と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の請求項５に係るアーチ型プローブによる場合、プローブにヤング率を高くするために必要な素材を含むようにしたので、当該プローブの強度を向上させることができる。従って、プローブの微細化を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項６に係るプローブカードによる場合、上記アーチ型プローブと同様の効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の請求項７に係るプローブカードによる場合、前記基板の面上の第２の１／４円弧部の先端面の当接部分にはコーティングが施されているので、プローブとの摩擦係数の低減を図ることができる。その結果、前記第２の１／４円弧部の先端部が基板の面上に当接した状態で横方向に滑り易くなるので、オーバードライブによる負荷をより分散することが可能になる。
【００１９】
本発明の請求項８に係るプローブカードによる場合、前記プローブの前記基板との対向面には、当該アーチ型プローブより高弾性の補強部材が長さ方向に沿って一体的に設けられているので、当該プローブを微細化したとしても従来例のごとく破損したりすることはない。
【００２０】
本発明の請求項９に係るプローブカードによる場合、前記基板と前記アーチ型プローブの頂部の反対面との間に、当該アーチ型プローブより高弾性の補強部材を設けるようにしたので、オーバードライブによる負荷をより分散することができる。よって、当該プローブを微細化したとしても従来例のごとく破損したりすることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係るアーチ型プローブを用いたプローブカードについて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るアーチ型プローブを用いたプローブカードの模式的断面図、図２は同プローブカードの使用状態を示す模式的断面図、図３は同プローブカードのアーチ型プローブの第２の１／４円弧部の先端部を球状にした第２の１／４円弧部の模式図、図４は同プローブカードのアーチ型プローブの別の補強部材を説明するための模式図である。
【００２２】
図１に示すプローブカードＡは、測定対象Ｂの図外の測定装置のセンシング部分であって、測定装置のプローバに保持され、これにより測定対象Ｂと対向配置される基板１００と、この基板１００の表面上に形成される複数のアーチ型プローブ２００とを有する構成となっている。以下、各部を詳しく説明する。
【００２３】
アーチ型プローブ２００は、図１及び２に示すように、基板１００の面上にレジストを塗布し、このレジストにパターンを形成し、このパターンにメッキを形成し、これを繰り返すことによって当該基板１００の面上に一体的に半円弧状に形成される。アーチ型プローブ２００のピッチ間隔は、測定対象Ｂの電極１０に接触し得るように当該測定対象Ｂの電極１０と同じピッチ間隔、ここでは２５μｍにされている。
【００２４】
このアーチ型プローブ２００は、一端が基板１００に支持される第１の１／４円弧部２１０と、この第１の１／４円弧部２１０の他端と連設されており且つ基板１００に向かって伸びる第２の１／４円弧部２２０とを有する形状となっており、第２の１／４円弧部２２０は第１の１／４円弧部２１０より若干短く設定されている。即ち、第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１は基板１００に対向しているのである。このアーチ型プローブ２００の頂部には、測定対象Ｂの電極１０に接触する突起状の接触端子２３０が設けられている。
【００２５】
基板１００については、例えばＰＣＢ等を用いる。この基板１００の面上には、図示しないプリント配線が形成されている。また、基板１００の縁部には図示しない外部電極が設けられている。この外部電極はプリント配線を介して第１の１／４円弧部２１０の一端と電気的に接続されている。
【００２６】
補強部材３００は、測定対象Ｂの電極１０に接触するアーチ型プローブ２００の頂部の反対面と基板１００との間にの隙間に設けられる当該アーチ型プローブ２００より高弾性の弾性樹脂であり、例えばエラストマ等である。この補強部材３００はアーチ型プローブ２００の製造過程において前記隙間に介在させることによって設けられる。
【００２７】
このように構成されたプローブカードＡは上述したように測定装置のプローバに装着され、測定対象Ｂの電気的諸特性を測定するのに使用される。以下、その使用方法について詳しく説明する。なお、測定装置のテスターとプローブカードＡとは前記外部電極を介して電気的に接続される。
【００２８】
まず、プローバの駆動装置を動作させ、基板１００と測定対象Ｂとを相対的に近接させる。これによりアーチ型プローブ２００の接触端子２３０と測定対象Ｂの電極１０が接触する。その後、さらに基板１００と測定対象Ｂとを相対的に近接させ、接触端子２３０を測定対象Ｂの電極１０に押圧させる( 即ち、オーバードライブを行う) 。
【００２９】
このとき、アーチ型プローブ２００は、弾性変形しつつ、第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１が図２に示すように当該基板１００の面上に当接し、その後、基板１００の面上を( 図１の矢印方向に) 移動する。また、補強部材３００は弾性変形し、オーバードライブによりアーチ型プローブ２００にかかる負荷を受ける。
【００３０】
このようなプローブカードＡによる場合、アーチ型プローブ２００を弾性変形させつつ、第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１を基板１００の面上に当接させ、その後、当該面上を移動させるようにしたことにより、アーチ型プローブ２００にかかるオーバードライブによる負荷を分散させることができる。しかも、第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１が基板１００に当接することにより、アーチ型プローブ２００と電極１０との電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を確保することができ、且つアーチ型プローブ２００が弾性変形することにより接触端子２３０が電極１０上を滑るので、所定のスクラブ量( 即ち、第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１が測定対象Ｂの電極１０の面上を滑る量) を確保することもできる。
【００３１】
アーチ型プローブ２００については、プローブカードの基板１００の面上に片持ち状に形成された半円弧状のプローブであって、一端が基板１００に支持される第１の１／４円弧部２１０と、この第１の１／４円弧部２１０の他端と連設されており且つ第１の１／４円弧部２１０より若干短くされた第２の１／４円弧部２２０とを有しており、当該プローブ２００のほぼ中心位置の頂部が測定対象Ｂの電極１０に接触する接触面となっているものである限り、どのような設計変形を行ってもかまわない。
【００３２】
例えば、アーチ型プローブ２００の第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１を、図３に示すように、球状にし、基板１００の面上との間の摩擦係数の低減を図ることできる。このようにすれば、オーバードライブの際、先端部２２１が基板１００の面上を滑り易くなるので、オーバードライブによる負荷の分散を向上させることができる。
【００３３】
第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１を球状とする代わりに、先端部２２１の先端面を、基板の面上との間の摩擦係数の低減を図るのに必要な素材、例えばテフロン(登録商標）、ポリエチレン等でコーティングするようにしても良い。
【００３４】
また、アーチ型プローブ２００の強度を向上させるために、アーチ型プローブ２００にヤング率を高くするために必要な素材、例えばニッケルコバルト、マンガン、タングステン又はレニウムタングステン等を含むように構成することもできる。なお、アーチ型プローブ２００の頂部に接触端子２３０設けることは任意である。
【００３５】
基板１００については、上述したようなアーチ型プローブ２００を形成可能な板状体であればどのようなものでも用いることが可能であり、且つ設計変形することも任意である。例えば、基板１００の表面上の第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１が対向する部分には、図１に点線で示すように、当該第２の１／４円弧部２２０の先端部２２１の先端面との間の摩擦係数の低減を図るために必要な素材、例えばテフロン（登録商標）、ポリエチレン等の樹脂でコーティングが施すことも可能である。なお、基板１００に代えて、例えば、シート状部材を使用することも可能である。
【００３６】
補強部材３００については、図４に示すように、作成過程においてアーチ型プローブ２００の裏面の長さ方向に沿ってに当該プローブ２２０より高弾性のアルミナ等の補強部材を一体的に形成し、アーチ型プローブ２００を多層化することによってプローブを補強するようにしても良い。なお、補強部材３００は設けることは任意であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係るアーチ型プローブを用いたプローブカードの模式的断面図である。
【図２】同プローブカードの使用状態を示す模式的断面図である。
【図３】同プローブカードのアーチ型プローブの第２の１／４円弧部の先端部を球状にした第２の１／４円弧部の模式図である。
【図４】同プローブカードのアーチ型プローブの別の補強部材を説明するための模式図
【符号の説明】
【００３８】
Ａ    プローブカード
１００  基板
２００  プローブ
２１０  第１の１／４円弧部
２２０  第２の１／４円弧部
３００  補強部材
Ｂ      測定対象
１０    電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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