JP2000035443A

JP2000035443A - プローブカード

Info

Publication number: JP2000035443A
Application number: JP21863398A
Authority: JP
Inventors: Masao Okubo; 昌男大久保; Teruaki Fujinaga; 輝明藤永; Junya Tanaka; 順也田中; Junichi Tabata; 純一田畑; Akito Kurachi; 昭人倉地; Toshifumi Han; 利文樊
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2018-07-15
Also published as: JP2992512B1

Abstract

(57)【要約】【目的】ＬＳＩチップの測定をより確実にし、より長
寿命化したプローブカードとする。【構成】複数本のプローブ１００と、このプローブ１
００が電気的に接続される配線パターン２１０が形成さ
れたプリント基板２００と、このプリント基板２００に
取り付けられて、前記プローブ１００を支持するプロー
ブ支持部３００とを有し、前記プローブ１００は、電極
パッド７１１に接触する先端の接触部１１０が垂線ＶＬ
に対して５〜４５°の角度θで折曲されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩチップ等の
半導体集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられ
るプローブと、それを用いたプローブカードとに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のプローブカードには、大別してカ
ンチレバー型と呼ばれる横型タイプと、垂直型と呼ばれ
る縦型タイプとがある。前者の横型タイプのプローブカ
ードは、多くの点で優れているが、近年のＬＳＩチップ
の高集積化とテスターの多重化に伴う多チップ同時測定
には適していない面がある。これに対して、縦型のプロ
ーブカードは、より多くのプローブ（数百本〜数千本）
を使用でき、しかもプローブの配置の自由度が高いの
で、多チップ同時測定には適している。

【０００３】プローブには、硬く弾力の大きい金属、例
えば、タングステンやベリリウム銅等が用いられる。特
に、耐摩耗性に優れ、直径が数十μｍという細線も比較
的安価に入手できるので、タングステン合金が用いられ
ることが多い。従って、縦型タイプのプローブカードに
も、大部分がタングステン合金からなるプローブが用い
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、縦型タ
イプのプローブカードは、ＬＳＩチップの電極パッドに
垂直方向から接触するため、電極パッドとの間の接触抵
抗が高くなるという問題がある。特に、前記タングステ
ン合金は比較的電気抵抗が大きいので、数万回のオーダ
ーで電極パッドに接触すると、接触抵抗が大きくなり、
最終的には電気的諸特性の測定が不可能になる。

【０００５】これは、電極パッドへの接触時に電極パッ
ドとの間に流れる電流や接触摩擦等に起因するプローブ
の先端の接触部の温度の上昇や、アルミニウムが蒸着さ
れた電極パッドの表面に形成された酸化アルミニウム薄
膜が剥がれて異物としてプローブの接触部に付着するこ
とが大きな原因と考えられている。

【０００６】また、接触部の温度上昇で酸化アルミニウ
ム薄膜とタングステン合金とが化合することも原因の１
つであると考えられている。

【０００７】かかる問題は、ＬＳＩチップを８５℃〜１
５０℃に加熱して行うバーンインテストにおいて特に顕
著な問題となっている。

【０００８】現状では、数千回に１回程度、プローブの
接触部を研磨するクリーニング作業を行うことでかかる
問題点を解消している。しかし、ＬＳＩチップ等の電気
的諸特性の測定は全自動で行われるようになっているた
め、数千回に１回程度とはいえ、別作業を行うことは問
題である。

【０００９】この問題を根本から解消する方策として
は、タングステン合金からなるプローブの先端の接触部
を耐酸化性が高く、電気伝導率の比較的高い金属、例え
ば金、白金、パラジムウ等でメタライズすることが考え
られる。しかし、かかる方策はプローブの製造工程の増
加に相当するため、プローブのコストアップの要因とな
る。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、長寿命化されたプローブとそのプローブを用いたプ
ローブカードを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブ
は、測定対象物の電極パッドに対して垂線方向からの力
が加えられるプローブであって、前記電極パッドに接触
する先端の接触部が垂線に対して５〜４５°の角度で折
曲されている。

【００１２】また、本発明に係るプローブカードは、前
記プローブと、このプローブが電気的に接続される配線
パターンが形成されたプリント基板と、前記プローブを
支持するプローブ支持部とを有している。

【００１３】さらに、本発明に係る別のプローブカード
は、測定対象物の電極パッドに接触するプローブと、こ
のプローブが電気的に接続される配線パターンが形成さ
れたプリント基板と、前記プローブを支持するプローブ
支持部とを備えており、前記プローブは、プローブ支持
部の支持板のうち、最も電極パッドに近い支持板に開設
された開口に対して傾斜して挿入されるとともに、開口
のエッジ部に接触している。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るプローブの概略的正面図、図２は本発明の第１の
実施の形態に係るプローブの接触部の概略的拡大正面
図、図３は本発明の第２の実施の形態に係るプローブカ
ードの概略的断面図、図４は本発明の第２の実施の形態
に係るプローブカードの図面であって、プローブが電極
パッドに接触してから後オーバードライブを加えた状態
の概略的断面図、図５は本発明の第２の実施の形態に係
るプローブカードのプローブが電極パッドに接触した時
点での概略的拡大説明図、図６は本発明の第２の実施の
形態に係るプローブカードのプローブが電極パッドに接
触した後オーバードライブを加えた時点での概略的拡大
説明図、図７は本発明の第１の実施の形態に係るプロー
ブの変形例を示す概略的正面図である。

【００１５】また、図８は本発明の第３の実施の形態に
係るプローブカードの概略的断面図、図９は本発明の第
３の実施の形態に係るプローブカードの要部の概略的拡
大断面図、図１０は本発明の第３の実施の形態に係るプ
ローブカードの要部の概略的拡大断面図である。

【００１６】本発明の第１の実施の形態に係るプローブ
１００は、測定対象物であるＬＳＩチップ７１０の電極
パッド７１１に対して垂線方向からの力が加えられるプ
ローブであって、前記電極パッド７１１に接触する先端
の接触部１１０が垂線ＶＬに対して５〜４５°の角度θ
で折曲されている。

【００１７】このプローブ１００は、従来のプローブと
同様に３％程度のレニウムを含有したタングステン合金
から形成されており、水平部１３０と、この水平部１３
０から直角方向に垂下された垂直部１２０と、この垂直
部１２０の先端で垂直部１２０に対して、すなわち図１
において一点鎖線で示す垂線ＶＬに対して３０°の角度
で折曲された接触部１１０とを有している。なお、以下
では、垂直部１２０と水平部１３０とを分ける部分を屈
曲点１４０と称する。

【００１８】前記プローブ１００の水平部１３０は、プ
ローブカードＡを構成するプリント基板２００の表面側
に載置され、その端部はプリント基板２００に形成され
た配線パターン２１０に半田１５０で接続される接続部
１３１となっている。

【００１９】また、接触部１１０は、ＬＳＩチップ７１
０の電極パッド７１１に接触する部分であって、図２に
示すように、先細に形成されるとともに先端は半球状に
形成されている。

【００２０】さらに、垂直部１２０は、垂線ＶＬに沿っ
て垂下されている。

【００２１】このように構成されたプローブ１００を用
いるプローブカードＡは、図３に示すように、複数本の
前記プローブ１００と、このプローブ１００が電気的に
接続される配線パターン２１０が形成されたプリント基
板２００と、このプリント基板２００に取り付けられ
て、前記プローブ１００を支持するプローブ支持部３０
０とを有している。

【００２２】まず、前記プリント基板２００は、ＬＳＩ
チップ７１０の電極パッド７１１の配置に対応して多数
個の貫通孔２２０が開設されている。この貫通孔２２０
は、１本のプローブ１００の垂直部１２０を挿入できる
程度以上の大きさの直径を有している。

【００２３】また、このプリント基板２００の表面に
は、配線パターン２１０が形成されている。１本の配線
パターン２１０が１つの貫通孔２２０に対応するように
なっており、貫通孔２２０と配線パターン２１０の端部
との間の間隔は、６ｍｍ以下に設定されている。

【００２４】さらに、このプリント基板２００は、より
多くのプローブ１００に対応するために、多層基板が用
いられる。従って、配線パターン２１０は、プリント基
板２００の表裏面のみならず、他の層にも形成されてい
るが、図３ではその表示を省略している。

【００２５】前記プローブ支持部３００は、図３に示す
ように、絶縁性を有する支持板３２０と、この支持板３
２０をプリント基板２００に取り付けるための取付部材
３３０とを有している。

【００２６】支持板３２０は、０．５０ｍｍのマシナブ
ルセラミックス（三井鉱山株式会社のマセライト（商品
名）等が好適である。）からなり、ＬＳＩチップ７１０
の電極パッド７１１の配置に対応した開口３２１が開設
されている。

【００２７】このような部材から構成されるプローブ支
持部３００は、各開口３１１、３４２１がプリント基板
２００の貫通孔２２０と同一垂線上に位置するようにし
てプリント基板２００の裏面側に取り付けられる。な
お、プリント基板２００と、支持板３２０との間の間隔
は、５ｍｍに設定されている。

【００２８】プローブ１００は、垂直部１２０をプリン
ト基板２００の貫通孔２２０と、支持板３２０の開口３
２１とに挿入される。すると、プローブ１００の水平部
１３０の端部である接続部１３１が配線パターン２１０
の上に載置される。この状態で、プローブ１００の水平
部１３０と配線パターン２１０とを半田１５０で電気的
及び機械的に接続する。

【００２９】また、プローブ１００の垂線ＶＬに対して
θ°の角度で折曲された接触部１１０は、図３に示すよ
うに支持板３２０の開口３２１から突出する。なお、支
持板３２０からの接触部１１０の突出量は、０．１〜
２．０ｍｍ程度である。

【００３０】なお、プローブ１００の垂直部１２０は、
プリント基板２００の貫通孔２２０、支持板３２０の開
口３２１に挿入されているので、隣接するプローブ１０
０と接触するおそれがない。

【００３１】このように構成されたプローブカードＡに
よるＬＳＩチップ７１０の電気的諸特性の測定は以下の
ように行われる。ＬＳＩチップ７１０はウエハ７００の
状態で可動テーブル７２０に吸着保持される。この可動
テーブル７２０が上昇することにより、ＬＳＩチップ７
１０の電極パッド７１１にプローブ１００の接触部１１
０が接触する。このプローブ１００の接触部１１０が電
極パッド７１１に接触した状態を図５に示す。

【００３２】プローブ１００の接触部１１０が電極パッ
ド７１１に接触してからも、オーバードライブ（プロー
ブ１００の接触部１１０がＬＳＩチップ７１０の電極パ
ッド７１１に接触してからさらに加圧すること）を加え
ると、屈曲点１４０以降の水平部１３０が、図４に示す
ように、上側に向かって弾性変形する。

【００３３】このオーバードライブを加えた場合、プロ
ーブ１００の接触部１１０は、電極パッド７１１に対し
て図６に示すように外側に向かって滑る。図６では、滑
る前の接触部１１０を破線で、滑った後の接触部１１０
を実線で示している。この接触部１１０の外側への滑り
によって、電極パッド７１１の表面に形成されている酸
化アルミニウム薄膜が削れて、アルミニウムと直接接触
するようになる。

【００３４】また、電極パッド７１１に繰り返して接触
することによって接触部１１０に酸化アルミニウム薄膜
の削り滓が付着していたとしても、削り滓は接触部１１
０が電極パッド７１１を滑ることにより除去される。

【００３５】また、オーバードライブ量を減少させて
も、接触部１１０が電極パッド７１１を滑ることでオー
バードライブ量を減少させないのと同等の接触抵抗を確
保することができる。

【００３６】例えば、プローブ１００の垂直部１２０の
長さ寸法が６．０ｍｍ、プローブ１００の直径が８０μ
ｍ、プローブ１００の接触部１１０における針圧が１２
ｇ／ＯＤ１００μｍとした場合、次のような結果が得ら
れた。なお、針圧の１２ｇ／ＯＤ１００μｍとは、１０
０μｍのオーバードライブを加えた場合の接触部１１０
が電極パッド７１１に加える力が１２ｇであることを意
味する。

【００３７】

【表１】

【００３８】なお、前記表１における滑り量とは、接触
部１１０が電極パッド７１１に接触してからオーバード
ライブを加え終わるまでに電極パッド７１１の表面を移
動した距離をいう。また、前記表１におけるタッチダウ
ン回数とは、接触部１１０と電極パッド７１１との間の
接触抵抗が３Ωを超えるまでに、接触部１１０が電極パ
ッド７１１に接触した回数をいう。

【００３９】表１に示したように、θが０°である従来
のプローブでは５２回の接触で接触抵抗が３Ωを超えた
のに対してθが大きくなれば、より多くの接触に耐える
ことができるようになる。

【００４０】ただし、滑り量が大きくなり、オーバード
ライブが加え終わったときに、接触部１１０が電極パッ
ド７１１からはみ出してしまうと電気的諸特性の測定が
不可能になる。一般的には、電極パッド７１１は、一辺
が５０〜１００μｍの正方形であるので、θが４５°よ
り大きくなることは好ましくない。

【００４１】なお、上述したプローブ１００は、屈曲点
１４０において、垂直部１２０と水平部１３０とが直交
するようになっていたが、図７に示すように、屈曲点１
４０の代わりに略横向きＵ字形状になった湾曲部１４１
としてもよい。この場合にも、オーバードライブを加え
ると湾曲部１４１から変形する。なお、接触部１１０が
垂線ＶＬに対して５〜４５°の角度θで折曲され、その
結果として、接触部１１０が電極パッド７１１の上を滑
る点は上述したものと同様である。

【００４２】次に、本発明の第３の実施の形態に係るプ
ローブカードＢについて図８〜図１０を参照しつつ説明
する。なお、図８におけるプローブ１００と支持板３２
０等との寸法関係は図示の都合上正しくはなく、図９に
おける寸法関係の方が正しい。すなわち、プローブ１０
０の直径に比較して支持板３２０の厚さ寸法の方が圧倒
的に大きくなっているのである。

【００４３】このプローブカードＢは、測定対象物であ
るＬＳＩチップ７１０の電極パッド７１１に接触するプ
ローブ１００と、このプローブ１００が電気的に接続さ
れる配線パターン２１０が形成されたプリント基板２０
０と、このプリント基板２００に取り付けられて、前記
プローブ１００を支持するプローブ支持部３００とを備
えており、前記プローブ１００は、プローブ支持部３０
０の最も電極パッド７１１に近い支持板３２０に開設さ
れた開口３２１に対して傾斜して挿入されるとともに、
開口３２１のエッジ部３２１Ａに接触している。

【００４４】このプローブカードＢに用いられるプロー
ブ１００は、屈曲点１４０において垂直部１２０と水平
部１３０とがなす角度が直角より若干大きく設定されて
いる。このため、垂直部１２０を支持板３２０の開口３
２１に挿入すると、垂直部１２０が開口３２１のエッジ
部３２１Ａに接触するようになる。また、このプローブ
１００の接触部１１０は、上述したものと違って垂直部
１２０と同一直線上に形成されている。

【００４５】このように構成されたプローブカードＢの
ＬＳＩチップ７１０の電気的諸特性の測定は次のように
して行う。ＬＳＩチップ７１０はウエハ７００の状態で
可動テーブル７２０に吸着保持される。この可動テーブ
ル７２０が上昇することにより、ＬＳＩチップ７１０の
電極パッド７１１にプローブ１００の接触部１１０が接
触する。このプローブ１００の接触部１１０が電極パッ
ド７１１に接触した状態を図９に示す。

【００４６】プローブ１００の接触部１１０が電極パッ
ド７１１に接触してからも、オーバードライブ（プロー
ブ１００の接触部１１０がＬＳＩチップ７１０の電極パ
ッド７１１に接触してからさらに加圧すること）を加え
ると、屈曲点１４０以降の水平部１３０が、上側に向か
って弾性変形する。これは、図４で示したタイプのプロ
ーブカードＡと同様である。

【００４７】このオーバードライブを加えた場合、プロ
ーブ１００は垂直部１２０が、図１０に示すように略弓
型或いはく字形状に変形し、接触部１１０は電極パッド
７１１に対して内側に向かって滑る。図１０では、この
接触部１１０の内側への滑りによって、電極パッド７１
１の表面に形成されている酸化アルミニウム薄膜が削れ
て、アルミニウムと直接接触するようになる。

【００４８】また、電極パッド７１１に繰り返して接触
することによって接触部１１０に酸化アルミニウム薄膜
の削り滓が付着していたとしても、削り滓は接触部１１
０が電極パッド７１１を滑ることにより除去される。

【００４９】ここで、プローブ１００を支持板３２０の
開口３２１のエッジ部３２１Ａに接触させた場合と、従
来の接触させない場合とを表２で比較する。

【００５０】

【表２】

【００５１】この表２に示す結果からすると、上述した
実施例の方が、プローブ１００は６倍以上も長持ちする
ことになる。すなわち、これは、上述したように、プロ
ーブ１００の接触部１１０が電極パッド７１１の表面を
滑ることにより、接触部１１０に付着するアルミニウム
薄膜の削り滓が除去されることが大きな原因であると考
えられる。

【００５２】このことは、表３に示すように、２０回の
タッチダウン後のプローブ１００の先端の接触部１１０
のＥＰＭＡマッピング分析により、アルミニウムがプロ
ーブ１００の先端の接触部１１０の被覆率分析結果によ
って証明されている。

【００５３】

【表３】

【００５４】また、このプローブ１００において、接触
部１１０の先端を半球状に形成しているが、この先端の
半径の違いにより表４に示すような違いが生じる。

【００５５】

【表４】

【００５６】表４に示したように、半径がなしの場合、
すなわち先端が半球状ではなく真っ平になっているプロ
ーブでは、１８８回の接触で接触抵抗が３Ωを超えたの
に対して半径が大きくなれば、より多くの接触に耐える
ことができるようになる。半径が８μｍ〜４０μｍの場
合によく、特に１５μｍ〜２０μｍの場合が優れてい
る。

【００５７】また、接触部１１０の先端の半径が１５μ
ｍのプローブ１００において、接触部１１０に０．５μ
ｍ〜１０μｍの膜厚のロジウムメッキを施すと表５に示
すようになる。このロジウムは、高硬度で、化学的に安
定した耐摩耗性と耐摩擦性とを有した金属の例であり、
他の金属としては、イリジウム等がある。

【００５８】

【表５】

【００５９】すなわち、ロジウムメッキを施すとその膜
厚が０．５μｍであっても、メッキを施していない場合
の２倍以上のタッチダウン回数となり、１．０μｍ以上
となると５０００回以上のタッチダウン回数となった。

【００６０】なお、プローブカードＡの場合の図７に示
すプローブ１００と同様に、プローブカードＢでも略横
向きＵ字形状になった湾曲部１４１を有するプローブ１
００を使用しても同様の効果が得られる。

【００６１】

【発明の効果】本発明に係るプローブは、測定対象物の
電極パッドに対して垂線方向からの力が加えられるプロ
ーブであって、前記電極パッドに接触する先端の接触部
が垂線に対して５〜４５°の角度で折曲されている。

【００６２】かかるプローブであれば、オーバードライ
ブを加えると、接触部が電極パッドの上を滑り、電極パ
ッドの表面に形成された酸化アルミニウム薄膜を削り取
るので、確実に電極パッドに電気的に接触することがで
きる。また、削り取られた異物としての酸化アルミニウ
ムの削り滓は、次の接触時に除去されるので、異物とし
て接触部に残らず、後の電気的諸特性の特定に悪影響を
及ぼすことがない。

【００６３】また、測定対象物の電極パッドに対して垂
線方向からの力が加えられるプローブであって、前記電
極パッドに接触する先端の接触部が５〜５０μｍの半径
を有する半球状に形成されている。

【００６４】これにより、電極パッドの表面に形成され
た酸化アルミニウム薄膜を削り取るので、確実に電極パ
ッドに電気的に接触でき、しかも長寿命化することを実
験で確認することができた。

【００６５】また、接触部の先端が高硬度で、化学的に
安定した耐摩耗性と耐摩擦性とを有した金属で被覆する
と、被覆しない場合より長寿命化することを実験で確認
することができた。

【００６６】従って、前記プローブと、このプローブが
電気的に接続される配線パターンが形成されたプリント
基板と、前記プローブを支持するプローブ支持部とを備
えたプローブカードは、電気的諸特性の測定がより確実
で、より長寿命化することができる。

【００６７】一方、測定対象物の電極パッドに接触する
プローブと、このプローブが電気的に接続される配線パ
ターンが形成されたプリント基板と、前記プローブを支
持するプローブ支持部とを具備しており、前記プローブ
は、プローブ支持部の支持板のうち、最も電極パッドに
近い支持板に開設された開口に対して傾斜して挿入され
るとともに、開口のエッジ部に接触しているプローブカ
ードであると、オーバードライブを加えた場合、プロー
ブが、略弓型或いはく字形状に変形し、接触部は電極パ
ッドの上を滑る。このため、電極パッドの表面に形成さ
れている酸化アルミニウム薄膜が削れて、アルミニウム
と直接接触するようになり、異物としての酸化アルミニ
ウム薄膜の削り滓も除去することができる。

【００６８】特に、プローブの先端の接触部が５〜５０
μｍの半径を有する半球状に形成されていたり、接触部
の先端が高硬度で、化学的に安定した耐摩耗性と耐摩擦
性とを有した金属で被覆されていたとすると、より長寿
命化したプローブカードとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプローブの概
略的正面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るプローブの接
触部の概略的拡大正面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るプローブカー
ドの概略的断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るプローブカー
ドの図面であって、プローブが電極パッドに接触してか
ら後オーバードライブを加えた状態の概略的断面図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るプローブカー
ドのプローブが電極パッドに接触した時点での概略的拡
大説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプローブカー
ドのプローブが電極パッドに接触した後オーバードライ
ブを加えた時点での概略的拡大説明図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係るプローブの変
形例を示す概略的正面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係るプローブカー
ドの概略的断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態に係るプローブカー
ドの要部の概略的拡大断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るプローブカ
ードの要部の概略的拡大断面図である。

【符号の説明】

１００プローブ１１０接触部２００プリント基板３００プローブ支持部７１０ＬＳＩチップ（測定対象物）７１１電極パッド

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月１２日（１９９９．７．１
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】プローブカード

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩチップ等の
半導体集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられ
るプローブカードに関する。

【０００２】

【０００４】

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、長寿命化されたプローブカードを提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブカ
ードは、測定対象物の電極パッドに接触するプローブ
と、このプローブが電気的に接続される配線パターンが
形成されたプリント基板と、前記プローブを支持するプ
ローブ支持部とを備えており、前記プローブは、プロー
ブ支持部の支持板のうち、最も電極パッドに近い支持板
に垂直に開設された開口に対して湾曲することなく傾斜
して挿入されるとともに、開口のエッジ部に接触してお
り、電極パッドに接触してからオーバードライブを加え
ると、前記開口内においてプローブの傾斜の方向とは逆
の方向に略弓型或いはく字形状に変形するように構成さ
れている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
プローブカードの概略的断面図、図２は本発明の形態に
係るプローブカードの要部の概略的拡大断面図、図３は
本発明の形態に係るプローブカードの要部の概略的拡大
断面図である。

【００１３】本発明の形態に係るプローブカードについ
て図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、図１におけ
るプローブ１００と支持板３２０等との寸法関係は図示
の都合上正しくはなく、図２における寸法関係の方が正
しい。すなわち、プローブ１００の直径に比較して支持
板３２０の厚さ寸法の方が圧倒的に大きくなっているの
である。

【００１４】このプローブカードは、測定対象物である
ＬＳＩチップ７１０の電極パッド７１１に接触するプロ
ーブ１００と、このプローブ１００が電気的に接続され
る配線パターン２１０が形成されたプリント基板２００
と、前記プローブ１００を支持するプローブ支持部３０
０とを備えており、前記プローブ１００は、プローブ支
持部３００の最も電極パッド７１１に近い支持板３２０
に垂直に開設された開口３２１に対して湾曲することな
く傾斜して挿入されるとともに、開口３２１のエッジ部
３２１Ａに接触しており、電極パッド７１１に接触して
からオーバードライブを加えると、前記開口３２１Ａ内
においてプローブ１００の傾斜の方向とは逆の方向に略
弓型或いはく字形状に変形するように構成されている。

【００１５】まず、前記プリント基板２００は、ＬＳＩ
チップ７１０の電極パッド７１１の配置に対応して多数
個の貫通孔２２０が開設されている。この貫通孔２２０
は、１本のプローブ１００の垂直部１２０を挿入できる
程度の大きさの直径を有している。

【００１６】また、このプリント基板２００の表面に
は、配線パターン２１０が形成されている。１本の配線
パターン２１０が１つの貫通孔２２０に対応するように
なっており、貫通孔２２０と配線パターン２１０の端部
との間の間隔は、６ｍｍ以下に設定されている。

【００１７】さらに、このプリント基板２００は、より
多くのプローブ１００に対応するために、多層基板が用
いられる。従って、配線パターン２１０は、プリント基
板２００の表裏面のみならず、他の面にも形成されてい
るが、図１ではその表示を省略している。

【００１８】前記プローブ支持部３００は、図１に示す
ように、絶縁性を有する支持板３２０と、この支持板３
２０をプリント基板２００に取り付けるための取付部材
３３０とを有している。

【００１９】支持板３２０は、０．５０ｍｍのマシナブ
ルセラミックス（三井鉱山株式会社のマセライト（商品
名）等が好適である。）からなり、ＬＳＩチップ７１０
の電極パッド７１１の配置に対応した開口３２１が開設
されている。この開口３２１は、図１に示すように、支
持板３２０に対して垂直に開設されている。

【００２０】このような部材から構成されるプローブ支
持部３００は、開口３２１がプリント基板２００の貫通
孔２２０と同一垂線上に位置するようにしてプリント基
板２００の裏面側に取り付けられる。なお、プリント基
板２００と、支持板３２０との間の間隔は、５ｍｍに設
定されている。

【００２１】このプローブカードに用いられるプローブ
１００は、水平部１３０と、この水平部１３０から垂下
された垂直部１２０と、この垂直部１２０の先端に垂直
部１２０と同一直線上に位置する接触部１１０とを有し
ている。そして、垂直部１２０と水平部１３０とを分け
る部分である屈曲点１４０において垂直部１２０と水平
部１３０とがなす角度が直角より若干大きく設定されて
いる。このため、垂直部１２０を支持板３２０の開口３
２１に挿入すると、垂直部１２０が開口３２１のエッジ
部３２１Ａに接触するようになる。また、このプローブ
１００の接触部１１０は、垂直部１２０と同一直線上に
形成されている。

【００２２】図１に示すように、前記プローブ１００の
水平部１３０は、プローブカードを構成するプリント基
板２００の表面側に載置され、その端部はプリント基板
２００に形成された配線パターン２１０に半田１５０で
接続される接続部１３１となっている。

【００２３】このように構成されたプローブカードのＬ
ＳＩチップ７１０の電気的諸特性の測定は次のようにし
て行う。ＬＳＩチップ７１０はウエハ７００の状態で可
動テーブル７２０に吸着保持される。この可動テーブル
７２０が上昇することにより、ＬＳＩチップ７１０の電
極パッド７１１にプローブ１００の接触部１１０が接触
する。このプローブ１００の接触部１１０が電極パッド
７１１に接触した状態を図２に示す。

【００２４】プローブ１００の接触部１１０が電極パッ
ド７１１に接触してからも、オーバードライブ（プロー
ブ１００の接触部１１０がＬＳＩチップ７１０の電極パ
ッド７１１に接触してからさらに加圧すること）を加え
ると、屈曲点１４０以降の水平部１３０が、上側に向か
って弾性変形する。

【００２５】このオーバードライブを加えた場合、プロ
ーブ１００は垂直部１２０が、図１０に示すようにプロ
ーブ１００の傾斜の方向とは逆の方向に略弓型或いはく
字形状に変形し、接触部１１０は電極パッド７１１に対
して内側に向かって滑る。図３では、この接触部１１０
の内側への滑りによって、電極パッド７１１の表面に形
成されている酸化アルミニウム薄膜が削れて、アルミニ
ウムと直接接触するようになる。

【００２６】また、電極パッド７１１に繰り返して接触
することによって接触部１１０に酸化アルミニウム薄膜
の削り滓が付着していたとしても、削り滓は接触部１１
０が電極パッド７１１を滑ることにより除去される。

【００２７】ここで、プローブ１００を支持板３２０の
開口３２１のエッジ部３２１Ａに接触させた場合と、従
来の接触させない場合とを表１で比較する。

【００２８】

【表１】

【００２９】この表１に示す結果からすると、上述した
実施例の方が、プローブ１００は６倍以上も長持ちする
ことになる。すなわち、これは、上述したように、プロ
ーブ１００の接触部１１０が電極パッド７１１の表面を
滑ることにより、接触部１１０に付着するアルミニウム
薄膜の削り滓が除去されることが大きな原因であると考
えられる。

【００３０】このことは、表２に示すように、２０回の
タッチダウン後のプローブ１００の先端の接触部１１０
のＥＰＭＡマッピング分析により、アルミニウムがプロ
ーブ１００の先端の接触部１１０を被覆する率である被
覆率分析結果によって証明されている。

【００３１】

【表２】

【００３２】また、接触部１１０の先端の半径が１５μ
ｍのプローブ１００において、接触部１１０に０．５μ
ｍ〜１０μｍの膜厚のロジウムメッキを施すと表３に示
すようになる。このロジウムは、高硬度で、化学的に安
定した耐摩耗性と耐摩擦性とを有した金属の例であり、
他の金属としては、イリジウム等がある。

【００３３】

【表３】

【００３４】すなわち、ロジウムメッキを施すとその膜
厚が０．５μｍであっても、メッキを施していない場合
の２倍以上のタッチダウン回数となり、１．０μｍ以上
となると５０００回以上のタッチダウン回数となった。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係るプローブカードは、測定対
象物の電極パッドに接触するプローブと、このプローブ
が電気的に接続される配線パターンが形成されたプリン
ト基板と、前記プローブを支持するプローブ支持部とを
備えており、前記プローブは、プローブ支持部の支持板
のうち、最も電極パッドに近い支持板に垂直に開設され
た開口に対して湾曲することなく傾斜して挿入されると
ともに、開口のエッジ部に接触しており、電極パッドに
接触してからオーバードライブを加えると、前記開口内
においてプローブの傾斜の方向とは逆の方向に略弓型或
いはく字形状に変形するように構成されている。

【００３６】このプローブカードであると、オーバード
ライブを加えた場合、プローブが、プローブの傾斜の方
向とは逆の方向に略弓型或いはく字形状に変形し、接触
部は電極パッドの上を滑る。このため、電極パッドの表
面に形成されている酸化アルミニウム薄膜が削れて、ア
ルミニウムと直接接触するようになり、異物としての酸
化アルミニウム薄膜の削り滓も除去することができる。

【００３７】特に、プローブの先端の接触部の先端が高
硬度で、化学的に安定した耐摩耗性と耐摩擦性とを有し
た金属であるロジウム又はイリジウムで被覆されていた
とすると、より長寿命化したプローブカードとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプローブカードの概
略的断面図である。

【図２】本発明の形態に係るプローブカードの要部の概
略的拡大断面図である。

【図３】本発明の形態に係るプローブカードの要部の概
略的拡大断面図である。

【符号の説明】１００プローブ１１０接触部２００プリント基板３００プローブ支持部７１０ＬＳＩチップ（測定対象物）７１１電極パッド

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中順也兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者田畑純一兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者倉地昭人兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者樊利文兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内Ｆターム(参考） 2G011 AA02 AA17 AB06 AB07 AB08 AC14 AE03 AE22 AF07 4M106 AA01 AA02 BA01 BA14 DD03 DD10 DJ33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象物の電極パッドに対して垂線方
向からの力が加えられるプローブにおいて、前記電極パ
ッドに接触する先端の接触部が垂線に対して５〜４５°
の角度で折曲されていることを特徴とするプローブ。
【請求項２】測定対象物の電極パッドに対して垂線方
向からの力が加えられるプローブにおいて、前記電極パ
ッドに接触する先端の接触部が５〜５０μｍの半径を有
する半球状に形成されていることを特徴とするプロー
ブ。
【請求項３】接触部の先端が高硬度で、化学的に安定
した耐摩耗性と耐摩擦性とを有した金属で被覆すること
を特徴とする請求項１又は２記載のプローブ。
【請求項４】請求項１、２又は３記載のプローブと、
このプローブが電気的に接続される配線パターンが形成
されたプリント基板と、前記プローブを支持するプロー
ブ支持部とを具備したことを特徴とするプローブカー
ド。
【請求項５】測定対象物の電極パッドに接触するプロ
ーブと、このプローブが電気的に接続される配線パター
ンが形成されたプリント基板と、前記プローブを支持す
るプローブ支持部とを具備しており、前記プローブは、
プローブ支持部の支持板のうち、最も電極パッドに近い
支持板に開設された開口に対して傾斜して挿入されると
ともに、開口のエッジ部に接触していることを特徴とす
るプローブカード。
【請求項６】前記プローブは、請求項２又は３記載の
プローブであることを特徴とする請求項５記載のプロー
ブカード。