JP2011141126A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】プローブの形状異常を検出可能な機構を有するプローブカードを提供する。
【解決手段】プローブカードは、基板１０１と、基板上に設けられたプローブ１０２と、基板上において、プローブに形状異常が生じた場合にプローブと接触する位置に設けられた接触端子１０３とを備える。また、当該プローブは、基板上に設けられたプローブ支柱部１２１と、プローブ支柱部上に設けられ、プローブ支柱部との接合部を支点として、基板の表面に沿う方向に伸びているプローブビーム部１２２と、プローブビーム部上に設けられ、測定対象物の電極と接触させる電極接触部１２３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカードに関し、例えば、半導体装置の電気特性を検査する際に、半導体装置の電極と検査装置とを物理的に接触させるために使用されるプローブ針の形状、又はその取り付け基板の構造に関する。

半導体装置が作り込まれたウェハのＴＥＧ（Test Element Group）測定の際には、ウェハ上における半導体装置の切り離し部分（Kerf）に設けられたＴＥＧパッド（ＴＥＧ電極）と、プローブの先端に設けられたパッド接触部（電極接触部）とを接触させる。ＴＥＧパッドは、半導体装置の出来栄えを検査する目的で、ウェハ上に設けられている。

半導体装置をウェハ上に高密度に作り込むためには、パッド接触部の高さ（縦幅）を小さくすることで、ＴＥＧパッドの縮小化を可能にし、これによりKerfの縮小化を実現することが重要となる。プローブは、物理的にＴＥＧパッドと接触させる必要があるため、接触時のプローブずれを抑制可能な構造とする必要がある。そのため、近年では、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いたプローブが必要となっている。

このＭＥＭＳ技術を用いたプローブは、W（タングステン）等の金属配線から形成された従来のプローブとは大きく構造が異なり、パッド接触部と、パッド接触部から伸びるビームと、ビームと基板とを接続させる支柱とを有し、ビームと支柱との接合部を支点とするテコの構造を有している。

このようなプローブでは、従来の金属配線プローブとは異なり、測定対象のウェハと、ビームと支柱との接合部とが極端に近付くため、ウェハの裏面に付着した異物の影響や、ウェハ上の段差や、プローブの劣化によるウェハからプローブまでのクリアランスの減少等により、プローブとウェハとの接触事故が発生し、プローブに物理的なダメージが入るおそれがある。金属配線プローブでは、プローブとウェハとの間に５ｍｍ程度の距離があるのに対し、ＭＥＭＳ構造では、プローブとウェハとの間に１００〜３００μｍ程度の距離しかない。プローブとウェハとの接触には、微少な接触抵抗の増加や測定やり直しによる測定時間の遅延が発生する危険性があることや、プローブの交換時期が定量的にコントロールできなくなる等の問題がある。

従来技術によるプローブへの機械的ダメージの検出方法では、プローバー装置のアライメントツールとなるＣＣＤカメラで、ダミーピンとプローブ先端のフォーカス差分をモニタすることにより、ダメージの有無を光学的に管理する。しかしながら、この場合には、測定前のアライメント調整時に検査を行う必要があり、測定中はダメージの有無を確認することができないことが問題となる。

なお、特許文献１には、プローブ針と被検査物が接触しているか否かを、板ばね部材の変位により検出可能なプローブカードが記載されている。

特開２００６−９８２９９号公報

本発明は、プローブの形状異常を検出可能な機構を有するプローブカードを提供することを課題とする。

本発明の一の態様は例えば、基板と、前記基板上に設けられたプローブと、前記基板上において、前記プローブに形状異常が生じた場合に前記プローブと接触する位置に設けられた接触端子と、を備えることを特徴とするプローブカードである。

本発明の別の態様は例えば、基板と、前記基板上に設けられたプローブと、前記プローブ上において、前記プローブに形状異常が生じた場合に前記基板と接触する位置に設けられた接触端子と、を備えることを特徴とするプローブカードである。

本発明によれば、プローブの形状異常を検出可能な機構を有するプローブカードを提供することが可能となる。

第１実施形態のプローブカードの構成を示す側方断面図である。 ウェハのＴＥＧ測定の様子を示した側方断面図である。 プローブすべりについて説明するための平面図である。 プローブすべりについて説明するための側方断面図である。 ＣＣＤカメラによるダメージ検出の様子を示した側方断面図である。 プローブの形状異常の発生過程の一例を示した側方断面図である。 第２実施形態のプローブカードの構成を示す側方断面図である。 第２実施形態の変形例のプローブカードの構成を示す側方断面図である。 第３実施形態のプローブカードの構成を示す側方断面図である。 第２及び第３実施形態のプローブ構造の利点を比較するための側方断面図である。

本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のプローブカードの構成を示す側方断面図である。

本実施形態のプローブカードは、図１に示すように、基板１０１と、基板１０１上に設けられたプローブ１０２と、基板１０１上に設けられた接触端子１０３とを備える。接触端子１０３は、基板１０１上において、プローブ１０２に形状異常が生じた場合にプローブ１０２と接触する位置に設けられている。接触端子１０３の配置や機能の詳細については、後述する。

図１には更に、測定対象となるウェハ２０１が示されている。ウェハ２０１には、複数の半導体装置（不図示）が作り込まれており、ウェハ２０１上における半導体装置の切り離し部分（Kerf）には、ＴＥＧパッド（ＴＥＧ電極）２０２が設けられている。ＴＥＧパッド２０２は、本発明における測定対象物の電極の例である。図１には、ウェハ２０１が測定機チャック２０３上に設置された様子が示されている。

以下、本実施形態のプローブカードの構成の詳細について説明する。

図１には、基板１０１の一方の表面に形成された配線１１１Ａ，Ｂと、基板１０１の他方の表面に形成された配線１１１Ｃ，Ｄが示されている。配線１１１Ａ上には、プローブ１０２が配置され、配線１１１Ｂ上には、接触端子１０３が配置されている。配線１１１Ａと配線１１１Ｂは、基板１０１上で電気的に切り離されており、後述するように、プローブ１０２と接触端子１０３が接触することで、電気的に短絡されることとなる。配線１１１Ａ，Ｂはそれぞれ、本発明の第１及び第２の配線の例である。配線１１１Ａは、スルーホール１１２Ａにより配線１１１Ｃと導通されており、配線１１１Ｂは、スルーホール１１２Ｂにより配線１１１Ｄと導通されている。

プローブ１１２は、図１に示すように、基板１０１上に設けられたプローブ支柱部１２１と、プローブ支柱部１２１上に設けられたプローブビーム部（アーム部）１２２と、プローブビーム部１２２の先端に設けられたパッド接触部（バンプ部）１２３とを有する。プローブビーム部１２２は、プローブ支柱部１２１との接合部Ｐを支点として、基板１０１の表面に沿う方向に伸びており、図１では、基板１０１の表面にほぼ平行な方向に伸びている。パッド接触部１２３は、ウェハ２０１のＴＥＧ測定の際に、ＴＥＧパッド２０２と接触させる部分となる。パッド接触部１２３は、本発明の電極接触部の例である。

なお、プローブ支柱部１２１と、プローブビーム部１２２と、パッド接触部１２３は、同じ材料で形成されていてもよいし、それぞれ異なる材料で形成されていてもよい。プローブ支柱部１２１、プローブビーム部１２２、パッド接触部１２３という表記は、これらの部分がプローブ１０２内で担う役割を意味しており、これらの部分が物理的に別の部品であることを意味するものではない。これらの部分は、Ｔｉ（チタン）やＷ（タングステン）等の金属で形成されていてもよいし、金属以外の材料で形成されていてもよい。

図２は、ウェハ２０１のＴＥＧ測定の様子を示した側方断面図である。

図２(Ａ)は、ウェハ２０１が測定位置に搬送された状態を示している。ＴＥＧ測定ではまず、図２(Ａ)の状態で、プローブカードとウェハ２０１とのアライメントデータを取得する。

次に、図２(Ｂ)に示すように、測定機チャック２０３の上昇に伴いウェハ２０１が上昇し、ＴＥＧパッド２０２とパッド接触部１２３が接触する。更には、ＴＥＧパッド２０２とパッド接触部１２３を確実に接続させるために、図２(Ｃ)に示すオーバードライブ位置までウェハ２０１を上昇させる。図２(Ｃ)には、このオーバードライブによりプローブビーム部１２２に負荷がかかった様子が示されている。本実施形態ではその後、ＴＥＧ測定を開始する。

ＴＥＧ測定では、図２(Ｃ)に示すオーバードライブにより、プローブすべり（プローブずれ）が発生する。図３及び図４は、このプローブすべりについて説明するための平面図及び側方断面図である。

図３では、ＴＥＧパッド２０２上におけるパッド接触部１２３のすべり跡が、３０１で示され、パッド接触部１２３の初期針跡が、３０２で示されている。図３では更に、プローブ１０２のすべり方向のＴＥＧパッド２０２の寸法がＷpで示され、すべり跡３０１の長さ（プローブすべり量）がＳpで示され、初期針跡３０２の直径（初期針跡径）がＤで示されている。

すべり跡３０１と初期針跡３０２は、ＴＥＧパッド２０２の内部に収まる必要がある。従って、すべり跡３０１の長さＳpと初期針跡３０２の直径Ｄとの合計は、ＴＥＧパッド２０２の寸法Ｗpより小さい値となる必要がある（Ｓp＋Ｄ＜Ｗp）。

図４には、負荷がかかる前のプローブビーム部１２２及びパッド接触部１２３と、負荷がかかった状態のプローブビーム部１２２及びパッド接触部１２３が示されている。図４では特に、負荷がかかったプローブビーム部１２２及びパッド接触部１２３が、１２２’及び１２３’で示されている。

図４では更に、プローブ支柱部１２１の高さ（縦幅）がＨhで示され、プローブビーム部１２２の高さ（縦幅）がＨbで示され、パッド接触部１２３の高さ（縦幅）がＨpで示されている。更には、図３と同様、パッド接触部１２３のすべり跡３０１の長さが、Ｓpで示されている。

ＴＥＧ測定では、図４に示すように、プローブビーム部１２２に負荷がかかることで、プローブビーム部１２２にたわみが生じる。図４には、プローブビーム部１２２のたわみにより、パッド接触部１２３の底部の高さが、負荷印加前のプローブビーム部１２２の下面の高さと同じになった様子が示されている。

図４の状態から更に負荷がかかり、パッド接触部１２３の底部の高さが、負荷印加前のプローブビーム部１２２の下面の高さよりも高くなると、プローブビーム部１２２の下面がウェハ２０１の表面に接触してしまう。そのため、本実施形態では、プローブビーム部１２２にかける負荷は、パッド接触部１２３の底部の高さが、負荷印加前のプローブビーム部１２２の下面の高さよりも低くなる範囲内に制限するものとする。そして、本実施形態では、この範囲内のプローブビーム部１２２のたわみについては許容範囲とするよう、プローブビーム部１２２の設計を行うこととする。

よって、本実施形態では、基板１０１とウェハ２０１との距離をαとする場合、αの値は、プローブ支柱部１２１の高さＨhとプローブビーム部１２２の高さＨbとの合計よりも大きいことが、満たすべき条件となる（α＞Ｈh＋Ｈb）。また、測定のオーバードライブ量をβとする場合、βの値は、パッド接触部１２３の高さＨpよりも小さいことが、満たすべき条件となる（β＜Ｈp）。なお、図２では、図２(Ｂ)における基板１０１とウェハ２０１との距離αと、図２(Ｃ)における基板１０１とウェハ２０１との距離αとの差が、オーバードライブ量βとなる。

なお、図４において、すべり跡３０１の長さＳpは、パッド接触部１２３の高さＨpに依存して決まる。よって、図３において、ＴＥＧパッド２０２の寸法Ｗpは、パッド接触部１２３の高さＨpを考慮して設計する必要がある。

ところで、プローブ１０２とウェハ２０１との接触事故が発生すると、プローブ１０２に物理的なダメージが入るおそれがある。プローブ１０２へのダメージの検出方法としては、例えば図５に示す方法が知られている。図５は、ＣＣＤカメラ４０１によるダメージ検出の様子を示した側方断面図である。

図５に示す方法では、ＣＣＤカメラ４０１で、プローブ１０２の先端と、配線１１１Ｅ上に設けられたダミーピン１２４のフォーカス差分をモニタすることにより、ダメージの有無を光学的に管理する。ダミーピン１２４は、プローブ支柱部１２１と同じ構造を有している。図５において、Ｘ、Ｙはそれぞれ、プローブ１０２の測定時、ダミーピン１２４の測定時におけるＣＣＤカメラ４０１の位置を表し、Ｈfは、フォーカス差分によるずれ量の距離を表す。

しかしながら、図５の方法では、ＴＥＧ測定前のアライメント調整時に検査を行う必要があり、ＴＥＧ測定中はダメージの有無を確認することができないことが問題となる。

そこで、本実施形態では、図１に示す接触端子１０３を利用してプローブ１０２の形状異常を検出することで、プローブ１０２のダメージ検出を行う。これにより、本実施形態では、後述するように、ＴＥＧ測定中にダメージ検出を行うことが可能となる。

図６は、プローブ１０２の形状異常の発生過程の一例を示した側方断面図である。図６は、図２と同様、ウェハ２０１のＴＥＧ測定の様子を示した側方断面図となっている。

図６(Ａ)は、図２(Ａ)と同様、ウェハ２０１が測定位置に搬送された状態を示している。ただし、図６(Ａ)では、ウェハ２０１上に異物５０１が付着している。

ＴＥＧ測定では次に、図６(Ｂ)に示すように、測定機チャック２０３の上昇に伴いウェハ２０１が上昇する。図２(Ｂ)では、これにより、ＴＥＧパッド２０２とパッド接触部１２３が接触する。しかしながら、図６(Ｂ)では、異物５０１とプローブビーム部１２２が接触してしまう。

図６(Ｃ)には、図６(Ｂ)の状態から更にオーバードライブを行った様子が示されている。図６(Ｃ)には更に、このオーバードライブにより、プローブ支柱部１２１が圧縮されて縮んでしまった様子が示されている。このようなプローブ支柱部１２１の変形には、プローブ支柱部１２１の抵抗値が変わり、プローブカードによる測定値が不正確となってしまうという問題がある。このようなプローブ支柱部１２１の変形が、プローブ１０２の形状異常の一例である。

図６(Ｃ)には更に、プローブ支柱部１２１の変形により、プローブビーム部１２２と接触端子１０３が接触した様子が示されている。本実施形態では、後述するように、プローブ１０２の形状異常を、プローブビーム部１２２と接触端子１０３の接触を利用して検出する。

以下、図１を再び参照して、接触端子１０３の詳細について説明する。

接触端子１０３は、基板１０１上において配線１１１Ｂ上に固定されており、パッド接触部１２３の直上に配置されている。一方、プローブ１０２は、基板１０１上において配線１１１Ａ上に設けられている。

接触端子１０３は、プローブ１０２に形状異常がない場合にはプローブ１０２に接触しておらず、プローブ１０２に形状異常が生じた場合にはじめてプローブ１０２に接触する位置に配置されている。本実施形態では、接触端子１０３は、具体的には、プローブ支柱部１２１又はプローブビーム部１２２に形状異常が生じた場合にはじめてプローブビーム部１２２に接触する位置に配置されている。

プローブ支柱部１２１の形状異常の例は、図６に示されている。図６では、上述のように、プローブ支柱部１２１への機械的ストレスにより、プローブ支柱部１２１に変形が生じている。一方、プローブビーム部１２２の形状異常の例は、図４の説明の際に述べた通りである。即ち、本実施形態では、パッド接触部１２３の底部の高さが、負荷印加前のプローブビーム部１２２の下面の高さよりも低くなる範囲内のプローブビーム部１２２のたわみは、許容範囲となるよう設計されており、この範囲を超えたたわみが、プローブビーム部１２２の形状異常となる。

本実施形態では、これらの形状異常が発生することで、プローブ１０２と接触端子１０３が接触し、配線１１１Ａと配線１１１Ｂが、プローブ１０２及び接触端子１０３により電気的に短絡されることとなる。本実施形態では、この短絡によって流れる信号（電流又は電圧）を利用して、プローブ１０２の形状異常を感知することができる。本実施形態には、ＴＥＧ測定中の短絡の検出により形状異常を感知するため、プローブ１０２へのダメージを測定中に確認できるという利点がある。本実施形態によれば、プローブカードの異常を常時監視することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、プローブ１０２の形状異常を、ＴＥＧ測定中に電気的に検知することが可能となる。これにより、本実施形態では、取得されたデータの信頼性の向上や、測定スループットの向上を達成することが可能となる。なお、本実施形態では、プローブ１０２及び接触端子１０３は、電気信号を導通可能な材料（導体や半導体）で形成する。

ここで、図１に示すパラメータＨs，Ｈhについて説明する。図１に示すＨsは、接触端子１０３の高さ（縦幅）を表し、Ｈhは、図４と同様、プローブ支柱部１２１の高さ（縦幅）を表す。

本実施形態では、上述のように、パッド接触部１２３の底部の高さが、負荷印加前のプローブビーム部１２２の下面の高さよりも低くなるよう制限されており、この制限を超えたプローブビーム部１２２のたわみが、プローブビーム部１２２の形状異常となる（図４参照）。よって、図４に示す状態において、接触端子１０３は、プローブビーム部１２２と接触していてはならない。図４において、接触端子１０３の下面とプローブビーム部１２２の上面との距離は、（Ｈh＋Ｈb−Ｈp）−Ｈsで表される。この距離が０より大きいことが、Ｈsが満たすべき条件となる。

よって、本実施形態では、接触端子１０３の高さＨsは、Ｈh＋Ｈb−Ｈpよりも小さい値に設定される（Ｈs＜Ｈh＋Ｈb−Ｈp）。その結果、接触端子１０３は、プローブビーム部１２２の通常のたわみではプローブビーム部１２２に接触せず、プローブ支柱部１２１又はプローブビーム部１２２に形状異常が生じてはじめてプローブビーム部１２２に接触することとなる。

なお、わずかな形状異常も検出可能とするためには、Ｈsの値を、Ｈh＋Ｈb−Ｈpの値よりわずかに小さい値に設定すればよい。一方、図４に示す状態から更に高さΔＨ程度のたわみを許容する場合には、Ｈsの値を、Ｈh＋Ｈb−Ｈp−ΔＨ程度に設定すればよい。

なお、本実施形態では、接触端子１０３の高さＨsを、Ｈh＋Ｈb−Ｈpより小さい値に設定することで、プローブ支柱部１２１の形状異常についても検出可能となる。理由は、プローブ支柱部１２１に形状異常がなければ、プローブビーム部１２２の形状異常がない限り、プローブ１０２と接触端子１０３の接触は起こらないのに対し、プローブ支柱部１２１に形状異常があると、プローブビーム部１２２のたわみが許容範囲内にてある程度大きくなることで、プローブ１０２と接触端子１０３の接触が起こり得るからである。

以下、本実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、基板１０１上において、プローブ１０２に形状異常が生じた場合にプローブ１０２と接触する位置に接触端子１０３を設置する。これにより、本実施形態では、プローブ１０２の形状異常を、ウェハ２０１の測定中に検出することが可能となる。

また、本実施形態では、プローブ１０２と接触端子１０３をそれぞれ、第１及び第２の配線１１１Ａ，Ｂ上に配置する。これにより、本実施形態では、プローブ１０２に形状異常が生じた場合に、第１の配線１１１Ａと第２の配線１１１Ｂが電気的に短絡することとなる。よって、本実施形態によれば、この短絡を利用して、プローブ１０２の形状異常を電気的に検出することが可能となる。

また、本実施形態では、ＭＥＭＳ技術等を利用して、プローブ１０２を、プローブ支柱部１２１、プローブビーム部１２２、及びパッド接触部１２３を含む構成とすることが可能である。この場合、本実施形態では例えば、基板１０１上において、プローブ支柱部１２１又はプローブビーム部１２２に形状異常が生じた場合にプローブビーム部１２２と接触する位置に接触端子１０３を設置する。これにより、本実施形態では、プローブ支柱部１２１及びプローブビーム部１２２の形状異常を測定中に検出することが可能となる。

また、本実施形態では、Ｈs＜Ｈh＋Ｈb−Ｈpというパラメータ設計により、プローブ１０２の形状異常を、プローブビーム部１２２の先端の基板１０１に対する高さをパラメータとして検出することが可能となる。本実施形態では、この高さがＨsより小さくなることで、プローブ１０２の形状異常が検出される。

以下、本発明の第２及び第３実施形態について説明する。これらの実施形態は、第１実施形態の変形例であり、これらの実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のプローブカードの構成を示す側方断面図である。

図１に示す第１実施形態では、接触端子１０３が、基板１０１上に設けられているのに対し、図７に示す第２実施形態では、接触端子１０３が、プローブ１０２上に設けられている。第２実施形態では、接触端子１０３は、プローブ１０２上において、プローブ１０２に形状異常が生じた場合に基板１０１と接触する位置に設けられている。これにより、第２実施形態では、第１実施形態と同様、プローブ１０２の形状異常を、ＴＥＧ測定中に検出することが可能となる。

また、第２実施形態では、プローブ１０２は、配線１１１Ａ上に配置されており、接触端子１０３は、プローブ１０２に形状異常が生じた場合に配線１１１Ｂと接触する位置に設けられている。これにより、第２実施形態では、プローブ１０２に形状異常が生じた場合に、配線１１１Ａと配線１１１Ｂが電気的に短絡することとなる。よって、第２実施形態によれば、この短絡を利用して、プローブ１０２の形状異常を電気的に検出することが可能となる。

また、第２実施形態では、プローブ１０２は、第１実施形態と同様に、プローブ支柱部１２１と、プローブビーム部１２２と、パッド接触部１２３とを有している。プローブビーム部１２２は、プローブ支柱部１２１との接合部Ｐを支点として、基板１０１の表面に沿う方向に伸びており、図７では、基板１０１の表面にほぼ平行な方向に伸びている。パッド接触部１２３は、プローブビーム部１２２の下面（ウェハ２０１側）に設けられ、接触端子１０３は、プローブビーム部１２２の上面（基板１０１側）に設けられている。

以下の文中では、上記の支点を、符号Ｐで参照する。

プローブビーム部１２２は、支点Ｐを境に、第１領域Ｒ₁と第２領域Ｒ₂とに区分することができる。第１領域Ｒ₁は、パッド接触部１２３を含む領域に相当し、第２領域Ｒ₂は、パッド接触部１２３を含まない領域に相当する。本実施形態のプローブ１０２は、プローブビーム部１２２を、第１領域Ｒ₁から第２領域Ｒ₂へと延長させた構造を有している。

本実施形態では、接触端子１０３は、プローブビーム部１２２上において、支点Ｐを基準として、パッド接触部１２３とは反対側に設けられている。即ち、パッド接触部１２３が、第１領域Ｒ₁内に配置されているのに対し、接触端子１０３は、それとは反対側の第２領域Ｒ₂内に配置されている。

このような接触端子１０３の配置には、次のような利点がある。

ＴＥＧ測定の際、パッド接触部１２３とＴＥＧパッド２０２との間には温度差があることがある。この場合、パッド接触部１２３に近い第１領域Ｒ₁内のプローブビーム部１２２は、この温度差により変形するおそれがある。そのため、接触端子１０３を第１領域Ｒ₁内に配置すると、本来形状異常でない場合が形状異常であると検出されたり、本来形状異常である場合が形状異常でないと検出されるおそれがある。

一方、パッド接触部１２３から遠い第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２は、上記の温度差により変形する可能性が少ない。よって、接触端子１０３を第２領域Ｒ₂内に配置すると、温度差に起因する検出誤差を減らすことができる。

また、第１実施形態では、接触端子１０３が、パッド接触部１２３の直上、即ち、第１領域Ｒ₁の上方に配置される。これにより、第１実施形態では、プローブ支柱部１２１の形状異常に加えて、プローブビーム部１２２の形状異常も検出することが可能となる。これは、プローブ支柱部１２１の形状異常だけでなく、プローブビーム部１２２の形状異常も検出したい場合には有用である。しかしながら、本来の目的であるプローブ支柱部１２１の形状異常のみを検出したい場合には、第１実施形態は不向きである。第１実施形態においてプローブ支柱部１２１の形状異常のみを検出しようとすると、上記の温度差の問題もあるため、接触端子１０３の高さＨsの設定が複雑化してしまうという問題がある。

一方、本実施形態では、接触端子１０３は、第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２上に配置される。これにより、本実施形態では、本来の目的であるプローブ支柱部１２１の形状異常のみを検出することが可能となる。

図７では、接触端子１０３と配線１１１Ｂとのクリアランスが、Ｃhで示されている。本実施形態では、接触端子１０３と配線１１１Ｂは、プローブ支柱部１２１に形状異常が生じた場合にはじめて接触するよう設置する必要がある。よって、このクリアランスＣhは、０より大きい値とすることが、満たすべき条件となる（Ｃh＞０）。

なお、プローブ支柱部１２１のわずかな形状異常も検出可能とするためには、Ｃhの値を、０よりわずかに大きい値に設定すればよい。一方、ΔＣ程度のプローブ支柱部１２１の縮みを許容する場合には、Ｃhの値を、ΔＣ程度に設定すればよい。

以下、本実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、プローブ１０２上において、プローブ１０２に形状異常が生じた場合に基板１０１と接触する位置に接触端子１０３を設置する。これにより、本実施形態では、第１実施形態と同様、プローブ１０２の形状異常を、ウェハ２０１の測定中に検出することが可能となる。更には、ＭＥＭＳ技術等の精密加工技術によりプローブ１０２を作製する際に、プローブ１０２の作製工程中で接触端子１０３も同時に作製することが可能となり、接触端子１０３の取り付け工程等が省略可能となる。

また、本実施形態では、プローブ１０２を、第１の配線１１１Ａ上に配置し、接触端子１０３を、プローブ１０２に形状異常が生じた場合に第２の配線１１１Ｂと接触する位置に配置する。これにより、本実施形態では、第１実施形態と同様、これらの配線の短絡を利用して、プローブ１０２の形状異常を電気的に検出することが可能となる。

また、本実施形態では、ＭＥＭＳ技術等を利用して、プローブ１０２を、プローブ支柱部１２１、プローブビーム部１２２、及びパッド接触部１２３を含む構成とすることが可能である。この場合、本実施形態では例えば、接触端子１０３を、プローブビーム部１２２上において、支点Ｐを基準として、パッド接触部１２３とは反対側に設置する。これにより、本実施形態では、パッド接触部１２３とＴＥＧパッド２０２との間の温度差に起因する検出誤差を減らすことが可能となり、かつ、プローブ支柱部１２１の形状異常とプローブビーム部１２２の形状異常のうち、プローブ支柱部１２１の形状異常のみを検出することが可能となる。更には、プローブ１０２の稼動部分のクリアランスを設計上考慮することなく、接触端子１０３の設計を行うことが可能となる。

なお、接触端子１０３は、第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２上ではなく、図８に示すように、基板１０１（配線１１１Ｂ）上において、プローブ１０２（プローブ支柱部１２１）に形状異常が生じた場合に第２領域Ｒ₂と接触する位置に設置してもよい。図８は、第２実施形態の変形例のプローブカードの構成を示す側方断面図である。本変形例によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本変形例では、Ｃhは、接触端子１０３とプローブビーム部１２２とのクリアランスとなる。

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態のプローブカードの構成を示す側方断面図である。

図７に示す第２実施形態では、プローブビーム部１２２は、１個のプローブ支柱部１２１上に設けられている。これに対し、図９に示す第３実施形態では、プローブビーム部１２２は、複数のプローブ支柱部１２１上に設けられている。図９では、これらのプローブ支柱部１２１が、共通の配線１１１Ａ上に配置されている。

図９には、２個のプローブ支柱部１２１Ａ，Ｂ上に設けられたプローブビーム部１２２が示されている。図９には更に、プローブ支柱部１２１Ａとプローブビーム部１２２との接合部Ｐ_Aと、プローブ支柱部１２１Ｂとプローブビーム部１２２との接合部Ｐ_Bが示されている。プローブビーム部１２２は、プローブ支柱部１２１Ａ，Ｂとの接合部Ｐ_A，Ｐ_Bを支点として、基板１０１の表面に沿う方向に伸びており、図９では、基板１０１の表面にほぼ平行な方向に伸びている。

以下の文中では、上記の支点を、符号Ｐ_A，Ｐ_Bで参照する。

プローブビーム部１２２は、支点Ｐ_A，Ｐ_Bを境に、第１〜第３領域Ｒ₁〜Ｒ₃に区分することができる。第１及び第２領域Ｒ₁，Ｒ₂はそれぞれ、プローブビーム部１２２の一端と他端を含む領域に相当する。第１及び第２領域Ｒ₁，Ｒ₂のうち、第１領域Ｒ₁は、パッド接触部１２３を含む領域に相当し、第２領域Ｒ₂は、パッド接触部１２３を含まない領域に相当する。また、第３領域Ｒ₃は、支点Ｐ_Aと支点Ｐ_Bとの間に挟まれた領域に相当する。

本実施形態では、接触端子１０３は、プローブビーム部１２２上において、支点Ｐ_A及びＰ_Bを基準として、パッド接触部１２３とは反対側に設けられている。即ち、パッド接触部１２３が、プローブビーム部１２２の一方の端部を含む第１領域Ｒ₁内に配置されているのに対し、接触端子１０３は、それとは反対側の端部を含む第２領域Ｒ₂内に配置されている。これにより、本実施形態では、第２実施形態と同様、パッド接触部１２３とＴＥＧパッド２０２との間の温度差に起因する検出誤差を減らすことが可能となり、かつ、プローブ支柱部１２１の形状異常とプローブビーム部１２２の形状異常のうち、プローブ支柱部１２１の形状異常のみを検出することが可能となる。

ここで、図１０を参照して、第２実施形態と第３実施形態との比較を行う。図１０は、第２及び第３実施形態のプローブ構造の利点を比較するための側方断面図である。

第２実施形態では、図１０(Ａ)に示すように、プローブビーム部１２２が、１個の支点Ｐにより支えられている。よって、第２実施形態では、第１領域Ｒ₁内のプローブビーム部１２２のひずみが、第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２に伝わりやすい。これにより、第２実施形態では、クリアランスＣhの精度が低下し、クリアランスＣhの設定が困難となる。図１０(Ａ)には、第１領域Ｒ₁内のプローブビーム部１２２の上昇に起因して、第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２が下降した様子が示されている。

一方、第３実施形態では、図１０(Ｂ)に示すように、プローブビーム部１２２が、複数の支点Ｐ_A，Ｐ_Bにより支えられている。よって、第３実施形態では、第１領域Ｒ₁内のプローブビーム部１２２のひずみが、第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２に伝わりにくい。これにより、第３実施形態では、クリアランスＣhの精度が抑制され、安定したクリアランスＣhを得ることが可能となる。図１０(Ｂ)には、第１領域Ｒ₁内のプローブビーム部１２２が上昇したにもかかわらず、第２領域Ｒ₂内のプローブビーム部１２２が水平を維持している様子が示されている。

以上のように、本実施形態では、プローブビーム部１２２を、複数のプローブ支持部１２１により支持する。これにより、本実施形態では、プローブビーム部１２２の一方の端部側のひずみが、プローブビーム部１２２の他方の端部側に伝わるのを抑制することが可能となる。このような構成は特に、接触端子１０３を、プローブビーム部１２２上において、支点Ｐ_A及びＰ_Bを基準として、パッド接触部１２３の反対側に設置する場合に有効である。これにより、クリアランスＣhの精度が抑制され、安定したクリアランスＣhを得ることが可能となる。

なお、プローブビーム部１２２を複数のプローブ支持部１２１により支持する構造は、第１実施形態（図１）や第２実施形態の変形例（図８）にも適用可能である。

以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第３実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

１０１ 基板
１０２ プローブ
１０３ 接触端子
１１１Ａ〜Ｅ 配線
１１２Ａ，Ｂ スルーホール
１２１ プローブ支柱部
１２２ プローブビーム部
１２３ パッド接触部
１２４ ダミーピン
２０１ ウェハ
２０２ ＴＥＧパッド
２０３ 測定機チャック
３０１ すべり跡
３０２ 初期針跡
４０１ ＣＣＤカメラ
５０１ 異物

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられたプローブと、
   前記基板上において、前記プローブに形状異常が生じた場合に前記プローブと接触する位置に設けられた接触端子と、
   を備えることを特徴とするプローブカード。
2. 前記プローブは、
   前記基板上に設けられたプローブ支柱部と、
   前記プローブ支柱部上に設けられ、前記プローブ支柱部との接合部を支点として、前記基板の表面に沿う方向に伸びているプローブビーム部と、
   前記プローブビーム部上に設けられ、測定対象物の電極と接触させる電極接触部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記接触端子は、前記基板上において、前記プローブ支柱部又は前記プローブビーム部に形状異常が生じた場合に前記プローブビーム部と接触する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
4. 更に、前記基板上に設けられた第１及び第２の配線を備え、
   前記プローブは、前記第１の配線上に設けられており、
   前記接触端子は、前記第２の配線上に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブカード。
5. 基板と、
   前記基板上に設けられたプローブと、
   前記プローブ上において、前記プローブに形状異常が生じた場合に前記基板と接触する位置に設けられた接触端子と、
   を備えることを特徴とするプローブカード。
6. 前記プローブは、
   前記基板上に設けられたプローブ支柱部と、
   前記プローブ支柱部上に設けられ、前記プローブ支柱部との接合部を支点として、前記基板の表面に沿う方向に伸びているプローブビーム部と、
   前記プローブビーム部上に設けられ、測定対象物の電極と接触させる電極接触部と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のプローブカード。
7. 前記接触端子は、前記プローブビーム部上において、前記支点を基準として、前記電極接触部とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のプローブカード。
8. 更に、前記基板上に設けられた第１及び第２の配線を備え、
   前記プローブは、前記第１の配線上に設けられており、
   前記接触端子は、前記プローブに形状異常が生じた場合に前記第２の配線と接触する位置に設けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のプローブカード。
9. 前記プローブは、前記プローブ支柱部を複数備えることを特徴とする請求項２及び６のいずれか１項に記載のプローブカード。

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