(57)【要約】【課題】優れた電気特性を確保するプローブカードを提供することである。【解決手段】プローブカード１０は、ＬＳＩテスタ１２が接触する接触部２２が表面２４Ｔに配設される基板２４と、ＬＳＩテスタ１２によって検査されるウェーハ１９に接触するプローブ針２８と、基板２４の底面２４Ｂに配設され、プローブ針２８の中間部分を固定する固定部３０と、を備え、基板２４は、接触部２２が配設される直下領域にグランド層を有しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査装置が接触する接触部が第１の板面に配設される基板と、
前記検査装置によって検査される被検査部に接触するプローブ針と、
前記基板の前記第１の板面と反対側の第２の板面に配設され、前記プローブ針の中間部分を固定する固定部と、
を備え、
前記基板は、前記接触部が配設される直下領域にグランド層を有しない、プローブカード。
【請求項２】
請求項１に記載のプローブカードにおいて、
前記グランド層を有しない領域と前記直下領域とを平面視した場合に、それぞれの領域が重なっている、プローブカード。
【請求項３】
請求項２に記載のプローブカードにおいて、
前記グランド層を有しない領域は、前記直下領域よりも大きい面積を有する、プローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの高速化に伴い、プローブカードにおいて、優れた高周波数特性を確保するように様々な対策が講じられている。例えば、プローブカードにおける配線には同軸線が用いられており、当該同軸線は予め定められた値のインピーダンス（例えば、５０Ω）となるように設計されている。
【０００３】
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、板面に複数の接続部、及び複数の接地用接続部が配設された基板と、第１プローブ針と、基板の板面上に配設されるとともに、第１プローブ針の中間部分を固定する固定樹脂部と、接続部と固定樹脂部の間の領域に配置されるとともに、接地用接続部に接合され、接地用接続部間を跨いで配設された導体板と、中心導体と外側導体を備えるとともに、中心導体の一端が導体板の領域上で第１プローブ針と接合され、中心導体の他端が複数の接続部のうち第１接続部と接合され、外側導体の一端が導体板と接合された同軸線と、を備えるプローブカードが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３９４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は、従来技術のプローブカード９を示す拡大断面図である。上述したように、同軸線２６は予め定められた値のインピーダンスとなるように設計されている。同軸線２６の一端はプローブ針に接続されており、他端は基板２４内に設けられる接続配線２５を介して表面側に配置される接触部２２に接続される。接続配線２５は、導電性を有する金属配線等を用いて構成されており、接続配線２５においても同軸線２６と予め定められた値（例えば、５０Ω）となるように周囲にグランド層２７が併設されている等の工夫が施されている。なお、グランド層２７は、接地されて０Ｖ電位（グランドレベル）となっており、外部からのノイズを遮断するシールド効果を有する。
【０００６】
ところが、グランド層２７が接触部２２の近傍に存在すると、接触部２２とグランド層２７との間で浮遊容量２９が形成される。これによって、プローブカード９における電気特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、優れた電気特性を確保するプローブカードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るプローブカードは、検査装置が接触する接触部が第１の板面に配設される基板と、前記検査装置によって検査される被検査部に接触するプローブ針と、前記基板の前記第１の板面と反対側の第２の板面に配設され、前記プローブ針の中間部分を固定する固定部と、を備え、前記基板は、前記接触部が配設される直下領域にグランド層を有しないことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るプローブカードにおいて、前記グランド層を有しない領域と前記直下領域とを平面視した場合に、それぞれの領域が重なっていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るプローブカードにおいて、前記グランド層を有しない領域は、前記直下領域よりも大きい面積を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板において、接続部が配設される直下領域にはグランド層がない。これにより、接続部とグランド層との間における浮遊容量が存在しない。したがって、接続部を適したインピーダンスに保つことができるため、優れた電気特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施の形態において、プローバーとプローブカードとＬＳＩテスタとを有するウェーハテストシステムを示す図である。
【図２】図１の点線Ｘの拡大断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、プローブ針と同軸線との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、接触部の直下領域のグランド層を抜き取る処理を行わない場合及び抜き取る処理を行った場合の平面図及びインピーダンス特性図である。
【図５】従来技術のプローブカードを示す図であり、図２に対応する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。また、以下では、全ての図面において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１４】
図１は、プローバー８とプローブカード１０とＬＳＩテスタ１２とを有するウェーハテストシステム１４を示す図である。図２は、図１の点線Ｘの拡大断面図である。なお、図１及び図２には、固定部３０から外径方向に向かって同軸線２６がそれぞれ１本ずつ配置されているものとして簡略して描かれているが、実際には同軸線２６は複数本存在し、それぞれが対応する接触部２２に直接接続されることとなる。
【００１５】
プローバー８は、ＬＳＩチップが多数個形成されたウェーハ１９とＬＳＩテスタ１２とをプローブカード１０を介して電気的機械的に合体させるための位置決めハンドリング装置である。プローバー８は、プローブカード１０を支持するための支持部であるカードホルダ１６と、ＬＳＩテスタ１２によって検査される対象である被検査部のウェーハ１９を保持するためのウェハチャック１８とを有する。
【００１６】
ＬＳＩテスタ１２は、ウェーハ１９の検査工程における主検査装置で、プログラミングによってＬＳＩチップをテストするための電気的信号（テストパターン）を任意に作り出してＬＳＩチップに印加し、ＬＳＩチップからの出力応答を受けて良品の場合の期待値と比較判断し、良否判定やクラス分けを行う機能を持つ装置である。ＬＳＩテスタ１２は、上記テストパターンを印加するためにプローブカード１０の接触部２２と接触するための接触ピン２０を有している。接触ピン２０は、いわゆるポゴピンと呼ばれ、接触部２２は、いわゆるポゴ座と呼ばれることがある。
【００１７】
プローブカード１０は、エポキシ等の樹脂で構成される基板２４と、基板２４の表面（板面）２４Ｔ上に配設される複数の接触部２２と、基板２４内に設けられる接続配線２５を介して複数の接触部２２に接続される複数の同軸線２６と、複数の同軸線２６に接続される複数のプローブ針２８と、基板２４の底面２４Ｂ上に配設される固定部３０とを備える。ここでは、プローブ針２８と同軸線２６と接触部２２とはＬＳＩチップの高周波数のテストを行うために用いられるものとして説明する。ここで、高周波数は、ＬＳＩチップの用途等により異なるが、例えば、１０ＭＨｚ以上を高周波数とすることができるが、もちろん、それより低い周波数を高周波数としてもよく、それよりも高い周波数を高周波数としてもよい。
【００１８】
図３は、同軸線２６と、ウェーハ１９に接触するプローブ針２８との関係を示す図である。同軸線２６は、図３のＹ−Ｙ線断面図（図３の下側図）に示されるように、内部導体３２と、内部導体３２を被覆する誘電体３４と、誘電体３４を被覆する外側導体３６と、外側導体３６を被覆する保護被覆３８とを備える。内部導体３２と、誘電体３４と、外側導体３６と、保護被覆３８は、軸を同じにした入れ子構造である。内部導体３２は、例えば、銀めっき軟銅線、銀めっき銅被銅線を用いた単線や撚線で構成される。誘電体３４は、例えば、ポリエチレンを用いて構成される。外側導体３６は、例えば、銀めっき軟銅線、すずめっき軟銅線を用いた編組線で構成される。保護被覆３８は、例えば、ビニルを用いて構成される。なお、外側導体３６は、接地されて０Ｖ電位（グランドレベル）となっている。
【００１９】
同軸線２６は、外側導体３６の内径をＤＡｍｍ、内部導体３２の直径をｄＡｍｍとし、誘電体３４の比誘電率をεＡとすると、その特性インピーダンスＺＡは、１３８／√εＡ×ｌｏｇ10（ＤＡ／ｄＡ）で定まる。ここで、同軸線２６は、基板２４のインピーダンスにマッチングされており、そのインピーダンスは、例えば、５０Ωとなるように上記パラメータが設定される。また、同軸線２６の外径ＤＡallは、一例をあげると、６２０μｍ〜９６０μｍであり、同軸線２６の長さＬＡallは、一例をあげると、５０ｍｍ〜１００ｍｍである。同軸線２６の内部導体３２の一端は、プローブ針２８と電気的に接続され、他端は、接続配線２５を介して接触部２２に電気的に接続される。
【００２０】
プローブ針２８の基端部２８Ｅは、上述したように、同軸線２６の内部導体３２と接続される。具体的には、半田付けによって接続固定され、連結部４０が形成されることとなる。なお、連結部４０の径は、接続のために必要な半田の量によって定まる。
【００２１】
固定部３０は、プローブ針２８が通過し、プローブ針２８が動かないように固定する部分である。そして、固定部３０の出力側からは、ウェーハ１９を検査するためのプローブ針２８の先端部２８Ｔが突出するように取り付けられる。固定部３０は、例えば、エポキシ樹脂で構成することができる。固定部３０は、プローブ針２８がウェーハ１９の入出力端子に接触した際の応力に耐えられるように所定の幅を有している。
【００２２】
接続配線２５は、基板２４の底面２４Ｂから表面２４Ｔの間に亘って延びるように、基板２４内に設けられる配線である。接続配線２５は、底面２４Ｂ側において同軸線２６の内部導体３２に電気的に接続され、表面２４Ｔ側において接触部２２と電気的に接続される。
【００２３】
図２に示されるように、基板２４内では、接触部２２の直下領域以外の領域には、グランド層２７が配置されている。換言すれば、基板２４内において、接触部２２の直下領域には、グランド層２７が配置されていない。なお、グランド層２７は、接地されて０Ｖ電位（グランドレベル）となっており、外部からのノイズを遮断するシールド効果を有する。
【００２４】
ここで、本実施の形態において、接触部２２の直下領域にグランド層２７を配置しない理由について説明する。まず、仮に、接触部２２の直下領域にグランド層２７が存在した場合について検討すると、従来技術の図５に示されるように、接触部２２とグランド層２７との間には浮遊容量２９が形成される。そして、浮遊容量２９が接触部２２のインピーダンスに悪影響を及ぼすため、この浮遊容量２９を取り除いておくことが好ましい。そのため、本実施の形態では、接触部２２の直下領域にグランド層２７を配置しないようにしている。また、接触部２２の直下領域にグランド層２７を配置しないことで、接触部２２におけるインピーダンス特性が改善することが実験よっても確認することができたので、以下では、そのことについて詳細に説明する。なお、接触部２２の直下領域とは、基板２４のうち、接触部２２を平面視した場合に、接触部２２と重なる領域を意味する。
【００２５】
図４の左上下図は、接触部２２の直下領域において、グランド層２７を配置している場合の平面図及びインピーダンス特性図を示している。図４の真ん中上下図は、接触部２２の直下領域において、グランド層２７を配置せず、接触部２２の径とグランド層２７を配置しない領域４６とがほぼ同じ面積となる場合の平面図及びインピーダンス特性図を示している。図４の右側上下図は、接触部２２の直下領域において、グランド層２７を配置せず、グランド層を配置しない領域４６が接触部２２の径よりも大きい面積となる場合の平面図及びインピーダンス特性図を示している。なお、図４の各下図は、特性インピーダンスを測定する方法として知られるＴＤＲ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）法によって測定されたインピーダンス特性図である。
【００２６】
図４の左図に示されるように、接触部２２の直下領域にグランド層２７を配置しない場合は、接触部２２におけるインピーダンスは約２４Ωである。これに対し、図４の真ん中の図に示されるように、接触部２２の直下領域にグランド層２７を配置せず、接触部２２の径とグランド層２７を配置しない領域４６とがほぼ同じ面積となる場合は、接触部２２におけるインピーダンスは約３０Ωとなる。さらに、図４の右図に示されるように、接触部２２の直下領域にグランド層２７を配置せず、グランド層２７を配置しない領域４６が接触部２２の径よりも大きい面積となる場合は、接触部２２におけるインピーダンスは約４０Ωとなる。ここで、グランド層２７を配置しない領域４６のうち、基板２４の厚み方向に沿った深さは、基板２４の設定インピーダンスと基板２４の比誘電率と接触部２２の直径により定まる。例えば、基板２４の比誘電率が４〜５であり、基板２４のインピーダンスを５０Ωに設定する場合には、領域４６の深さは接触部２２の直径の０．４〜０．５倍の値に設定されることが好ましい。
【００２７】
上記のことから、グランド層２７を配置する場合に比べ、接触部２２の直下領域におけるグランド層２７を配置しないことで、接触部２２のインピーダンスをより理想的なインピーダンス（基板２４及び同軸線２６と整合するインピーダンス（例えば、５０Ω））に近づけることができる事が分かった。また、グランド層２７を配置しない場合においても、グランド層２７を配置しない領域４６を接触部２２の径よりも大きくすることで、さらに理想的なインピーダンスにより近づけることができる事が分かった。このように、接触部２２の直下領域におけるグランド層２７を配置しないことで、接触部２２におけるインピーダンスを改善し、優れた電気特性を確保することができる。
【００２８】
なお、上記プローブカード１０は、全てのプローブ針２８と同軸線２６と接触部２２はＬＳＩチップの高周波数のテストを行うために用いられるものとして説明したが、もちろん、その中の一部を低周波数のテストを行うために用いてもよい。
【００２９】
また、上記プローブカード１０では、接触部２２の直下領域にはグランド層２７を予め配置しないものとして説明したが、基板２４のほぼ全ての領域にグランド層２７を埋めた後で、接触部２２の直下領域のグランド層２７を抜き取る処理を行ってもよい。
【００３０】
ここでは、接触部２２とグランド層を抜き取った(配置しない)領域４６との間には、他の領域が設けられていないものとして説明したが、接触部２２と領域４６との間にその他の領域が設けられていてもよい。例えば、接触部２２が設けられる表面２４Ｔとグランド層との間に電源層、信号層又はダミー層が配置されている場合に、これらの層のうち、接触部２２の直下領域が領域４６とほぼ同じ大きさに抜き取られた場合であっても同様の効果を奏する。
【００３１】
また、上記プローブカード１０では、プローブ針２８は同軸線２６を介して接続配線２５に接続されているものとして説明したが、同軸線２６を介さずに接続配線２５に直接接続されている場合にも同様の効果を奏する。
【００３２】
なお、プローブカード１０は、カンチレバー型であるとして説明したが、その他の構造であってもよく、例えば、垂直型、ブレード型等、その他の構造であっても同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００３３】
８  プローバー、９，１０  プローブカード、１２  ＬＳＩテスタ、１４  ウェーハテストシステム、１６  カードホルダ、１８  ウェハチャック、１９  ウェーハ、２０  接触ピン、２２  接触部、２４  基板、２４Ｂ  底面、２４Ｔ  表面、２５  接続配線、２６  同軸線、２７  グランド層、２８  プローブ針、２８Ｅ  基端部、２８Ｔ  先端部、３０  固定部、３２  内部導体、３４  誘電体、３６  外側導体、３８  保護被覆、４０  連結部、４６  領域。
【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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