(57)【要約】【課題】  端子部を構成する複数の導電端子部を狭ピッチで配列して構成されたプローブカードにおいて、ウェハ試験の際にその端子部の短絡を防止又は抑制できるようにする。【解決手段】  本発明のプローブカードによれば、積層基板５における隣接する導電端子部６の間に仕切部１５が設けられている。このため、ウェハ試験時にプローブ９の先端が導電端子部６に接触して削りかす３１が発生したとしても、その削りかす３１が隣接する導電端子部６を架橋するのが防止又は抑制される。その結果、導電端子部６間の導通による端子部の短絡が防止又は抑制される。また、仮に削りかす３１が大きくて隣接する導電端子部６を架橋したとしても、その削りかす１５が隣接する導電端子部６の間隙に嵌り込むこともない。このため、その削りかす３１を容易に除去することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路のウェハ試験に用いられるプローブカードにおいて、
絶縁基材の一方の面に複数の導電端子部が配設される一方、他方の面に前記導電端子部に電気的に接続されるとともに、測定装置に接続するための複数の測定用端子部が配設され、隣接する前記導電端子部の間に絶縁材からなる仕切部が設けられたカード基板と、
前記カード基板に前記導電端子部を取り囲むように固定され、一端が前記半導体集積回路の被検用端子部に接触し、他端が前記導電端子部に接触可能なプローブを、フローティング状態で内部に支持するプローブユニットと、
を備えたことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記仕切部は、その先端面が前記導電端子部の表面よりも突出するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項３】
前記導電端子部は、前記絶縁基材の一方の面に形成された凹部に配設され、
前記仕切部は、前記絶縁基材の前記凹部を除いた部分により構成されたこと、
を特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項４】
前記仕切部は、前記絶縁基材の一方の面に、隣接する前記導電端子部を仕切る絶縁体からなる仕切部材を配設して構成されたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項５】
前記仕切部は、その先端に向って断面が小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項２記載のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路のウェハ試験に用いられるプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造過程では、多数のＩＣ（Integrated Circuit）チップが実装されたウェハをチップ毎に切断し、これをケースに組み込んでパッケージ化を行うが、その切断前にＩＣチップが良品であるか、不良品であるかを検査するウェハ試験が行われる。
【０００３】
このウェハ試験では、ウェハ基板上に形成された多数の端子パッドのそれぞれにプローブを接触させてＩＣチップの電気的諸特性の測定が行われ、良品と判定されたもののみが後工程に流される。このウェハ試験には、例えば微細ピン等をプローブとして基板に垂直に組み付けたプローブカード（以下、「垂直プローブカード」ともいう）が用いられる（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
ところで、近年の半導体集積回路は、その微細化・高集積化・多ピン化に伴って狭ピッチ化が図られており、そのウェハ試験を行うための垂直プローブカードにおいても狭ピッチ化が要求されている。図５は、従来の垂直プローブカードを含む試験装置の構成例及びその動作を表す説明図である。（Ａ）は電気的諸特性の測定前の状態を表し、（Ｂ）はその測定時の状態を表している。
【０００５】
同図（Ａ）に示すように、プローブカード１０１は、絶縁基材からなる多層構造のカード基板１０２にプローブユニット１０３を固定して構成されている。
カード基板１０２は、ポリイミド樹脂等からなるプリント基板１０４の下面中央に、ＭＬＣ（Multi-Layer Ceramic）あるいはＭＬＯ（Multi-Layer Organic）からなる積層基板１０５を固定して構成されている。積層基板１０５の下面には複数の導電パッド１０６が整列配置されている。なお、このように積層基板１０５にＭＬＣやＭＬＯを用いるのは、樹脂製の基板よりも剛性が高くて変形し難いため、導電パッド１０６のメッキ処理等を高精度に行え、狭ピッチ化を図るのに都合がよいからである。
【０００６】
プローブユニット１０３は、例えば図示のように、カード基板１０２に固定された中空の取付部材１０７の中にプローブ支持部材１０８を収容している。プローブ支持部材１０８には、複数の貫通孔１０９が設けられており、その貫通孔１０９のそれぞれに、微細ピンからなるプローブ１１０が挿通されている。
【０００７】
このプローブ１１０は、その一端が導電パッド１０６にほぼ垂直に当接可能になっている。プローブ１１０の他端は、取付部材１０７に設けられた貫通孔１１１から外部に突出し、測定対象である半導体集積回路１１２の端子パッド１１３に当接可能になっている。プローブ１１０は、取付部材１０７の中でフローティング状態で支持されている。
【０００８】
また、カード基板１０２の導電パッド１０６と反対側には、導電パッド１０６よりも配置パターンを拡大して配列された複数の端子パッド１１４が設けられている。導電パッド１０６と端子パッド１１４とは、カード基板１０２に設けられた導電パターン１１５を介して電気的に接続されている。
【０００９】
電気的諸特性の測定の際には、同図（Ｂ）に示すように、測定用ステージ１１６が上昇することによって、これに載置された半導体集積回路１１２も上昇する。その結果、フローティング状態にあったプローブ１１０が上昇し、導電パッド１０６に接触する。この状態でカード基板１０２の端子パッド１１４が図示しない測定装置の入出力端子に接続されることにより、半導体集積回路１１２の電気的諸特性が測定される。
【００１０】
図６は、導電パッド１０６の配列の様子を表す説明図である。（Ａ）は、積層基板を下方からみた図を表している。（Ｂ）は、（Ａ）のＢ部拡大図である。さらに（Ｃ）は、（Ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００１１】
同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、積層基板１０５の絶縁物表面の所定の領域には、電源・ＧＮＤ・信号用等の端子部を構成する複数の導電パッド１０６が、マトリクス状に整列配置されている。この導電パッド１０６は、金等の導電物質からなり、図示の例ではほぼ等間隔で配置されているが、任意間隔で配置されることもある。この導電パッド１０６は、上述した狭ピッチ化を実現するため、隣接する導電パッド１０６の間隔（絶縁幅）Ｗ０が約２０μｍ程度と非常に狭くなっている。各導電パッド１０６間は、導電物質同士が物理的に接触しない限り、通常絶縁状態を保持する。
【００１２】
また同図（Ｃ）に示すように、導電パッド１０６は、セラミック層上に金属をメッキ処理して形成されるため、２〜３μｍ程度の厚みｔ０を持っており、積層基板１０５からわずかではあるが突出した構造となっている。プローブ１１０の一端は、導電パッド１０６に対向する位置に配置され、測定時にこれに接触する。
【特許文献１】特開２００３−２４０８０１号公報
【特許文献２】特開平６−５０９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図７は、従来のプローブカードの問題点を表す説明図である。（Ａ）は図６（Ｂ）に対応し、（Ｂ）は図６（Ｃ）に対応する。
上述のように、従来のプローブカード１０１は、導電パッド１０６が積層基板１０５上に金属をメッキ処理して形成された構造となっているため、プローブ１１０の上下運動による物理的な接触によって導電パッド１０６の表面が削れ、金属片１１７（削りかす）が発生する。この金属片１１７が隣接する導電パッド１０６間に付着すると、異端子間が短絡して測定を阻害する。このような問題が度々発生し、半導体集積回路１１２の生産性向上を妨げてしまうことがあった。
【００１４】
また、このように金属片１１７が導電パッド１０６に付着した場合には、通常、筆・エアーブロー・専用綿棒等の洗浄用具を用いてこれを除去し、短絡を回避させることが行われる。しかし、上述のように導電パッド１０６がカード基板１０２から突出しているため、隣接する導電パッド１０６間には、２０μｍ程度の隙間からなる凹状の絶縁部が形成される。
【００１５】
このため、金属片１１７がこの凹部に一旦嵌まり込んだ場合には、その金属片１１７を除去するのに非常に工数を要し、困難な場合が多い。さらに、導電パッド１０６間の金属片１１７を除去する際に、他の正常な導電パッド１０６に触れる可能性も高く、これを傷付ける危険性もある。最悪の場合には、洗浄による金属片１１７の除去が不可能になり、積層基板１０５の再製作・交換が必要になるが、非常に高価であるためコストが嵩み、また修理にも例えば１か月以上と長期間を要することがある。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数の導電端子部を狭ピッチで配列して構成されたプローブカードにおいて、ウェハ試験の際にその端子部の短絡を防止又は抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明では上記問題を解決するために、例えば図１及び図２に示すようなプローブカード１が提供される。このプローブカード１は、絶縁基材からなるカード基板２と、そのカード基板２に固定されたプローブユニット３とを備える。
【００１８】
カード基板２の絶縁基材の一方の面には複数の導電端子部６が配置されている。隣接する導電端子部６の間には、絶縁材からなる仕切部１５が設けられている。また、絶縁基材の他方の面には、導電端子部６に電気的に接続されるとともに、ウェハ試験用の測定装置に接続するための複数の測定用端子部７が配置されている。
【００１９】
また、プローブユニット３は、導電端子部６を取り囲むようにカード基板２に固定され、内部に測定用のプローブ９を支持している。このプローブ９は、その一端が測定対象である半導体集積回路２１の被検用端子部２２に接触し、他端が導電端子部６に接触可能になっており、プローブユニット３の内部にフローティング状態で支持されている。ウェハ試験時には、このプローブ９が被検用端子部２２及び導電端子部６の双方に接触して、半導体集積回路２１と測定装置との間の導通状態を保持できるようになっている。
【００２０】
このようなプローブカード１によれば、隣接する導電端子部６の間に仕切部１５が設けられているため、ウェハ試験時にプローブ９の先端が導電端子部６に接触して削りかす３１が発生したとしても、その削りかす３１が隣接する導電端子部６を架橋するのが防止又は抑制される。その結果、隣接する導電端子部６間の導通による端子部の短絡が防止又は抑制される。また、仮に削りかす３１が大きくて隣接する導電端子部６を架橋したとしても、仕切部１５があるため、その削りかす３１が隣接する導電端子部６の間隙に嵌り込むこともない。このため、その削りかす３１を容易に除去することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のプローブカードによれば、隣接する導電端子部の間に仕切部が設けられているため、ウェハ試験時にプローブの先端が導電端子部に接触して削りかすが発生したとしても、その削りかすによって端子部の短絡が発生するのを防止又は抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るプローブカードを含む試験装置の概略構成を表す断面図である。なお、以下の説明においては、便宜上、図示の状態を基準に上下と表現することがある。
【００２３】
プローブカード１は、多層構造の絶縁基材からなるカード基板２と、そのカード基板２の下面に固定されたプローブユニット３とからなる。このプローブカード１は、垂直プローブカードとして構成され、半導体集積回路２１のウェハ試験時に半導体集積回路２１と図示しない測定装置との間に介装されてこれらを接続し、電気的特性を測定するための信号の授受を可能にするものである。
【００２４】
カード基板２は、ポリイミド樹脂等からなる円板状のプリント基板４の下面中央に、上述したＭＬＣ又はＭＬＯからなる長方形状の積層基板５を固定して構成されている。この積層基板５の下面には、複数の導電端子部６が整列配置されている。
【００２５】
この導電端子部６は、電源・ＧＮＤ・信号用等の端子を構成し、半導体集積回路２１の入出力端子である被検用端子パッド２２（「被検用端子部」に該当する）の配置パターンにほぼ対応してマトリクス状に形成されている。なお、この導電端子部６付近の詳細な構成については後述する。
【００２６】
また、カード基板２の上面には、複数の導電端子部６のそれぞれに電気的に接続された複数の測定用端子部７が整列配置されている。この測定用端子部７は、導電端子部６の配置パターンを拡大したパターンで形成されている。各導電端子部６とこれに対応する測定用端子部７とは、カード基板２の上下に延びる導電パターン８により接続されている。測定用端子部７は、他方で測定装置の入出力端子に接続される。すなわち、このカード基板２により、測定装置の入出力端子の端子間隔と、狭ピッチ化された半導体集積回路２１の端子間隔との違いが吸収されている。
【００２７】
一方、プローブユニット３は、積層基板５を取り囲むようにプリント基板４に固定され、内部に測定用のプローブ９を支持している。このプローブユニット３は、カード基板２に固定された直方形枠形状の取付部材１０の中にプローブ支持部材１１を収容している。これら取付部材１０及びプローブ支持部材１１は、ともにポリイミド樹脂等からなる。
【００２８】
プローブ支持部材１１には、その導電端子部６に対応する位置を上下に貫通する複数の貫通孔１２が設けられており、その貫通孔１２のそれぞれに微細ピンからなるプローブ９の上半部が挿通されている。
【００２９】
このプローブ９は、針状の金属部材をプレス成形したものであり、その下半部が弓形状をなしており、その先端部が取付部材１０の下面に設けられた複数の挿通孔１３から下方に露出している。この挿通孔１３は、半導体集積回路２１の被検用端子パッド２２の配置パターンにほぼ対応して形成されており、挿通されたプローブ９の下端が、被検用端子パッド２２に接触できるようになっている。また、挿通孔１３の軸線と貫通孔１２の軸線とが所定量ずらされているため、プローブ９はその下半部にて取付部材１０の下面に引っ掛かるようになり、その脱落が防止されている。
【００３０】
また、プローブ９は、その上半部の長さが取付部材１０の高さよりも小さく構成されており、非測定時には、図示のように取付部材１０の中でフローティング状態で支持される。そして、測定時には、測定用ステージ２３が上昇することによって半導体集積回路２１が上昇するため、プローブ９が被検用端子パッド２２に接触した状態で上昇し、やがて導電端子部６に接触する（図５（Ｂ）を参照）。
【００３１】
すなわち、ウェハ試験時には、プローブ９が、被検用端子パッド２２及び導電端子部６の双方に挟まれる態様でその軸線方向にやや圧縮変形し、所定の圧力で両者にほぼ垂直に接触する。これにより、半導体集積回路２１と測定用端子部７との間の導通状態を保持できるようになっている。この状態でカード基板２の測定用端子部７が図示しない測定装置の入出力端子に接続されることにより、半導体集積回路２１の電気的諸特性が測定される。
【００３２】
次に、本実施の形態のプローブカードの主要部の構成について説明する。図２は、このプローブカードの主要部の構成を表す説明図である。（Ａ）は、図１のＡ部拡大図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、当該構成による効果を表す説明図である。なお、同図においては、便宜上、導電パターン８の表記を省略している。
【００３３】
同図（Ａ）に示すように、積層基板５の下面には、導電端子部６に対応する位置に所定深さの長方形状の凹部１４が形成され、その凹部１４に金等の導電物質がメッキ処理されて導電端子部６が形成されている。本実施の形態においては、導電端子部６の縦寸法及び横寸法（幅）が１６０μｍ程度、厚みが２〜３μｍ程度、凹部１４の深さが５μｍ程度となっている。その結果、隣接する導電端子部６の間には積層基板５の絶縁部が相対的に突出し、絶縁材からなる仕切部１５が形成されている。プローブ９の先端は、この仕切部１５によって区画された凹部１４に挿脱されて導電端子部６に接離するように動作する。
【００３４】
なお、本実施の形態では、予め積層基板５の厚みを図６で示した従来のものよりも凹部１４の深さ分だけ大きく構成している。また、導電端子部６の形状（つまり凹部の形状）及び隣接する導電端子部６の間隔（つまり仕切部１５の幅）は、図６で示した従来の構成と同様に設定している。つまり、隣接する導電端子部６の間隔（つまり仕切部１５の幅）を２０μｍ程度に設定し、導電端子部６の最小幅よりもかなり小さくして狭ピッチ化を実現している。
【００３５】
また、凹部１４の成形については、例えば導電端子部６の配置、サイズに応じたフォトマスク等を準備し、エッチング微細加工技術等を用いることによって、狭ピッチかつ精巧に行うことができるが、成形法そのものは本発明の本質ではないため、その詳細については説明を省略する。
【００３６】
このように、仕切部１５の先端面が導電端子部６の表面よりも下方に突出しているため、同図（Ｂ）に示すように、仮にプローブ９の上下運動によっていずれかの導電端子部６の表面が削られて削りかす３１が発生したとしても、その削りかす３１が隣接する導電端子部６に接触する可能性は極めて低くなる。すなわち、その削りかす３１が隣接する導電端子部６を架橋して端子間を短絡することを防止でき、ウェハ試験における測定効率を向上させることができる。
【００３７】
また、同図（Ｃ）に示すように、万が一削りかす３１が隣接する導電端子部６を架橋して端子間を短絡することがあっても、仕切部１５の先端面が削りかす３１を導電端子部６から引き離す方向に突出しているため、容易に除去することが可能となる。
【００３８】
また、導電端子部６が積層基板５の窪んだ位置に配置されているため、削りかす３１を洗浄等により除去する際にその端子部が傷つけられる危険性も少なくなり、その作業性が向上する。
【００３９】
さらに、その削りかす３１が隣接する導電端子部６の隙間に嵌り込むことがないため、削りかす３１が除去不可となる可能性がほとんどなくなる。このため、積層基板５の再製作や交換によるコストの増大を抑制でき、長期間の修理工数が不要になる。
【００４０】
なお、プローブカード１のウェハ試験時の動作については、図５で示した従来の場合と同様であるため、その説明については省略する。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。図３及び図４は、上記実施の形態の変形例を表す説明図である。
【００４１】
例えば、上記実施の形態では、図２に示したように、積層基板５の厚みを予め大きくしておき、その下面に後加工によって凹部１４を成形した例を示したが、図３に示すように、積層基板２０５の厚みを従来と同じにして、別途用意した絶縁体からなる仕切部材２１５を、導電端子部６を取り囲むように固定してもよい。
【００４２】
また、図４の下段に示したように、仕切部材３１５の断面を三角形状にするなど、その先端（図の下方）にいくほど小さくなるようにしてもよい。このようにすれば、同図上段の従来構造との比較でも分かるように、導電端子部６の大きさを変えないまま見かけ上の端子幅を大きくすることができる。すなわち、プローブ９（同図には図示せず）の先端位置が導電端子部６の幅方向に多少ずれていても、その仕切部材３１５がガイドとなって導電端子部６に当接させることができ、プローブ９の位置ずれの余裕度を拡大することができる。なお、この場合の仕切部材３１５の断面形状は三角形状に限らず、台形状その他の形状としてもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、図２に示したように、仕切部１５の先端位置が導電端子部６の表面よりも突出するようにしたが、洗浄等による異物の除去を前提とする場合には、両者を同じ位置（面一）に設定してもよい。
【００４４】
さらに、上記実施の形態では、プリント基板４の下面にＭＬＣやＭＬＯからなる積層基板５を固定して、その積層基板５に導電端子部６を形成する構成としたが、プリント基板の表面に導電端子部を形成するようにしてもよい。
【００４５】
（付記１）  半導体集積回路のウェハ試験に用いられるプローブカードにおいて、
絶縁基材の一方の面に複数の導電端子部が配設される一方、他方の面に前記導電端子部に電気的に接続されるとともに、測定装置に接続するための複数の測定用端子部が配設され、隣接する前記導電端子部の間に絶縁材からなる仕切部が設けられたカード基板と、
前記カード基板に前記導電端子部を取り囲むように固定され、一端が前記半導体集積回路の被検用端子部に接触し、他端が前記導電端子部に接触可能なプローブを、フローティング状態で内部に支持するプローブユニットと、
を備えたことを特徴とするプローブカード。
【００４６】
（付記２）  前記プローブは、前記ウェハ試験時に軸線方向に動作して前記被検用端子部及び前記導電端子部に対してほぼ垂直に接触可能に構成されていることを特徴とする付記１記載のプローブカード。
【００４７】
（付記３）  前記仕切部は、その先端面が前記導電端子部の表面よりも突出するように構成されたことを特徴とする付記１記載のプローブカード。
（付記４）  隣接する前記導電端子部の間隔が、前記導電端子部の最小幅よりも小さく設定されていることを特徴とする付記３記載のプローブカード。
【００４８】
（付記５）  前記導電端子部は、前記絶縁基材の一方の面に形成された凹部に配設され、
前記仕切部は、前記絶縁基材の前記凹部を除いた部分により構成されたこと、
を特徴とする付記１記載のプローブカード。
【００４９】
（付記６）  前記仕切部は、前記絶縁基材の一方の面に、隣接する前記導電端子部を仕切る絶縁体からなる仕切部材を配設して構成されたことを特徴とする付記１記載のプローブカード。
【００５０】
（付記７）  前記仕切部は、その先端に向って断面が小さくなるように構成されたことを特徴とする付記３記載のプローブカード。
（付記８）  前記導電端子部及び前記仕切部は、前記カード基板の一方の面に固定されたＭＬＣ又はＭＬＯからなる積層基板に配置されたことを特徴とする付記１記載のプローブカード。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態に係るプローブカードを含む試験装置の概略構成を表す断面図である。
【図２】プローブカードの主要部の構成を表す説明図である。
【図３】実施の形態の変形例を表す説明図である。
【図４】実施の形態の変形例を表す説明図である。
【図５】従来の垂直プローブカードを含む試験装置の構成例及びその動作を表す説明図である。
【図６】導電端子部の配列の様子を表す説明図である。
【図７】従来のプローブカードの問題点を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  プローブカード
２  カード基板
３  プローブユニット
４  プリント基板
５，２０５  積層基板
６  導電端子部
７  測定用端子部
８  導電パターン
９  プローブ
１０  取付部材
１１  プローブ支持部材
１４  凹部
１５  仕切部
２１  半導体集積回路
２２  被検用端子パッド
２３  測定用ステージ
２１５，３１５  仕切部材
【図１】
2007078380.tif 000003
【図２】
2007078380.tif 000004
【図３】
2007078380.tif 000005
【図４】
2007078380.tif 000006
【図５】
2007078380.tif 000007
【図６】
2007078380.tif 000008
【図７】
2007078380.tif 000009