(57)【要約】【課題】本発明はＬＳＩチップなどの半導体デバイスの電気的諸特性を測定するプローブカードのプローブを提供することを目的とする。【解決の手段】半導体デバイスを検査するプローブであって、該プローブは先端部と胴体部に硬度差を有し、且つ、プローブ元部よりプローブ先端部の方が、より硬度が高くなるように作られたプローブ。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを検査するプローブであって、該プローブは単一材料からなり、先端部と胴体部に硬度差を有し、且つ、プローブ元部よりプローブ先端部の方が、より硬度が高くなるように作られたプローブ。
【請求項２】
該先端部と該胴体部に、該先端部の方が温度が高くなるように温度差を与えながら熱処理を行い、析出硬化させることにより、該先端部の方が硬度が高くなるように作られた請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
該先端部のみに熱処理を行い析出硬化させる事により、該先端部の方が硬度が高くなるように作られた請求項１に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＳＩチップなどの半導体デバイスの電気的諸特性を測定するプローブカードのプローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩチップなどの半導体デバイスの電気的諸特性を測定するプローブカードのプローブは、半導体デバイスの電極パッドに押圧接触（オーバードライブ）させられる。
【０００３】
上記の電極に一度に安定して接触する接触部品の供給や、長期の接触と開放の繰り返しにおいて、耐久性と安定性とを維持することは、ますます困難になってきている。該プローブにおいては、特にその強度、硬度（耐磨耗性）、及び弾性が重要なファクターとなる。
【０００４】
従来、接触部での耐磨耗性を向上させるために、プローブ自体に硬度の高い材料を用いたり、あるいは、プローブ全体を熱処理し、硬度を高めることでプローブの耐磨耗性を向上させようとする試みが成されてきた。
【０００５】
しかしながら、上記の方法ではプローブの接触部の耐磨耗性は向上するが、逆にプローブの胴体部や元部の弾性が減少するために、繰り返しの押圧接触の間に折れやすくなり、かえって、耐久性が悪くなるという欠点があった。
【０００６】
【非特許文献】
金属便覧（１９６０版）８８６頁、１０５６頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、半導体デバイスの電極パッドに接触するプローブにおいて、長期の接触と開放の繰り返しに耐える、安定した長寿命のプローブを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明のプローブは、測定対象物の電極パッドに接触するプローブで、該先端部と胴体部とに硬度の差を持たせ、先端部をより硬く、胴体部をより軟らかくすることにより、先端部は耐磨耗性に富み、胴体部は弾性に富むようにしたことに特徴がある。
【０００９】
また、本発明のプローブは、具体的には、析出硬化型の合金、たとえば、マルテンサイト型ステンレス鋼や銅ーベリリウム合金のような、本来弾性を有するが、加熱することにより硬化する材料を用いて、単一材料で構成されているが、該先端部と該胴体部とを温度差を付けて、該先端部の方が温度が高くなるように加熱することにより、あるいは、先端部領域のみに、いわゆる焼き入れ処理を行なうことにより、先端部はより硬く、胴体部は軟らかく弾性を維持させたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の最も好ましい特徴は、該先端部のみを加熱し、析出硬化させ、該胴体部や元部はもとのままの弾性を保持したままで残すことも出来る。例えば、レーザー加熱のような極めて局所的な加熱方法を用いることにより、該先端部のみ加熱処理を行い析出硬化させることが可能となる。
【００１１】
一般に、銅―ベリリウム合金のような析出硬化型の合金では、加熱（焼戻しとも言う）することにより硬度が３〜５倍に増加することが知られており（金属便覧１９６０年版８８６頁）、その硬さは特殊ステンレス鋼にも匹敵する。本発明は、かかる析出硬化現象を生かしたことに特徴がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態であるプローブを含むプローブカードの一部の加熱処理の断面構造を示す概念図である。図１からわかるように、プローブは下部の熱板によって過熱されるが、加熱ゾーンの上下方向に温度分布が生じるために、プローブの先端部と胴体部には当然の事ながら温度差ができる。このために、該先端部と胴体部の受ける熱的な影響に大きな差が生じる。即ち、先端部は加熱による析出硬化現象を起こすが、胴体部はほとんど硬化しないで弾性が維持される。この場合、該温度分布や温度差はプローブと熱板との間隔や熱板の大きさを調整することにより制御される。また、図１のプローブの先端部及び胴体部の受ける熱履歴は、熱板から受ける熱と加熱処理時間のファクターでもある。即ち、極端な場合、加熱時間を極小化することにより、熱履歴を先端部に集中させ、胴体部への熱的影響を極小化することも可能となる。
【００１４】
図１のプローブの胴体部や元部は繰り返し押圧に耐える弾性が必要とされるため、析出硬化型の合金をプローブに用いる場合には、該胴体部や元部は出来るだけ熱処理を受けないようにし、合金本来の弾性を無くさないようにする必要がある。
【００１５】
このためには、プローブ先端部だけを局所的に加熱し、短時間で熱処理硬化させ、急冷することにより該胴体部や元部への熱的な影響を出来るだけ少なくすることが好ましい。
【００１６】
例えば、本発明の熱処理工程図２は加熱源としてＹＡＧレーザーを用いた図であるが、この場合、レーザーによってプローブの先端部のみを局所的に加熱できるために、先端部に限り析出硬化され、胴体部や元部には熱的な影響を与えずに元のままの弾性が維持できることになる。上記のように、局所的な加熱源を用いることにより本発明の先端部と胴体部に大きな硬度差をつけることも可能である。
【００１７】
本発明の熱処理工程図１では、熱板が下部にあり、プローブの先端部が該熱板に近接して置かれ、胴体部や元部は該熱板から離れた上部に置かれて熱処理を受けるため、当然のことながら、該熱板に近いほど熱履歴を受け、析出硬化されやすくなる。従って、プローブの硬度は先端ほど硬くなり、胴体部や元部は析出硬化され難くなり、硬度差ができる。
【００１８】
本発明のプローブを用いてプローブカードを作成し、実際にＬＳＩチップの特性測定を繰り返し行った場合、プローブ全体を硬化させたプローブを用いた場合と比較して、プローブが折れて損傷する回数が大幅に改善され、プローブカード自体の寿命も大きく改善された。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プローブの先端部と胴体部に硬度の差を持たせ、胴体部や元部に弾性を保持したまま、先端部のみをより硬化させることが可能となり、耐久性にすぐれた、性能の安定したプローブを供給することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるプローブの熱板による加熱処理の断面構造を示す概念図で、同図（ａ）は概念図、同図（ｂ）はプローブの加熱処理断面図、同図（ｃ）はプローブの冷却を示すものである。
【図２】本発明の実施形態であるプローブのレーザーによる加熱処理の断面構造を示す概念図である。
【図１】
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【図２】
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