JPH06300782A

JPH06300782A - プローバ用コンタクタ

Info

Publication number: JPH06300782A
Application number: JP11368993A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsudo; 昌彦松土
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】微弱な信号電流によっても確実な検査が行
え、かつ接触圧の調整が容易で安定した接触状態が得ら
れるプローバ用コンタクタを提供する。【構成】プローブ針３０の線材３０ａに弾性のあるポ
リマを使用し、かつこの線材３０の外周表面に金（Ａ
ｕ）などの導電性の良好な被膜３０ｂを形成する。【効果】ウエハにおける電極パッドとプローブ針との
接触状態が安定し、かつ直接導通する被膜は、導電性の
良好な材質によって構成されているから、極めて確実に
かつ安定した電気的特性の検査が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プローバ用コンタクタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＬＳＩ等の半導体デバイス素
子の製造工程においては、ウエハプロセスが終了して半
導体ウエハ（以下「ウエハ」という）上にＩＣチップ等
が形成された後、パターンのショートやオープン、チッ
プの各種特性を調べるために、プローバとも呼ばれるプ
ローブ装置によって、プローブテストと称される電気的
特性の検査が行われ、チップの良否が判別されている。
その後、上記ウエハはチップ毎に分断されてから、良品
のチップがパッケージされ、さらに所定の検査が行わ
れ、最終製品の良否が判定されてから出荷されている。

【０００３】ここでウエハ状態のときに上記プローブテ
ストを行って電気的特性を調べるには、プローバの載置
台に上に載置されたウエハ上の測定パッドに対して、プ
ローバに設けられているプローブカードに配設された、
例えばプローブ針やバンプによって構成されるコンタク
タを電気的に接触させ、さらに上記プローブカードをコ
ンタクトリングを介してテストヘッドに電気的に接触さ
せることによって、所定の試験信号を各チップに対して
送り、その応答を監視することにより実施されるのが一
般的である。そして従来は、上記コンタクタの材質とし
て、タングステン（Ｗ）が使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらタングス
テン（Ｗ）は、例えば金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などと較
べると抵抗値が高く、そのため微弱な信号電流の応答を
検知するあたり、正確な検知ができないおそれが出てく
る。今後半導体デバイスは益々高集積化し、各チップ上
に形成される測定パッドの間隔も極めて狭小化し、その
ため上記試験信号についても、それに対応して干渉、破
壊等の防止に鑑み、より微弱なものとすることが望まれ
るが、上記タングステンでは上記の如く抵抗値が高いた
め、それに対応することができない。

【０００５】また一方、測定パッド自体の材質について
みても、例えばアルミ等を始めとして種々のものがあ
り、測定にあたってはその材質に最も適した接触圧（針
圧）の下で測定する必要があるが、従来のタングステン
（Ｗ）からなるコンタクタでは、そのように材質の多様
化に対応させて接触圧を調節することが難しく、安定し
た接触状態の実現の点で、満足できるものではなかっ
た。

【０００６】その他従来のタングステン（Ｗ）からなる
コンタクタは、価格が高く、今後益々高集積化したデバ
イスの検査について多数のコンタクタが必要になること
を鑑みると、コスト的にも問題があった。

【０００７】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、抵抗値を下げるとともに、接触圧の変
動に追随して良好な電気的接触が得られるプローバ用コ
ンタクタを提供して上記問題の解決を図るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、コ
ンタクタの芯材としてポリマを用い、さらにこのポリマ
表面に導電性良好な材質を被覆させて問題の解決を図る
ものである。

【０００９】この場合、請求項２に記載したように、導
電性良好な材質を金（Ａｕ）、あるいは１８金など金
（Ａｕ）を含む合金として構成してもよい。

【００１０】また請求項３に記載したように、導電性良
好な材質をロジウム（Ｒｈ）又は白金（Ｐｔ）として構
成してもよい。

【００１１】さらに本発明において使用できるポリマと
しては、適度の弾性を有し、しかも耐熱温度が１５０゜
Ｃ以上確保できるものが好ましく、以下にその例を挙げ
れば、メラミン樹脂、変成ＰＰＯ樹脂、ポリサルファ
ン、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ、フェノール樹
脂、ポリ四フッ化エチレン、ポリベンツイミダゾールポ
リイミド（イミド系）、ポリエステル、ポリフェニレン
サルファイド、シリコン樹脂、テフロン、マイカレック
ス、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、ポリ
エーテルサルフォン、ポリアリレート、液晶ポリマ、ポ
リアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエ
ーテルケトン、ポリケトン、ポリエーテルイミド、ポリ
エーテルニトリル、ポリベンゾイミダーゾル等がある。

【００１２】そして上記のようにポリマ表面に金（Ａ
ｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）等を被覆させる
には、例えば通常のメッキ処理によって上記ポリマの表
面に金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の薄膜をコーティ
ングするようにしてもよい。

【００１３】

【作用】測定パッドに直接接触するのは、導電率が高く
安定した導電材質である金（Ａｕ）、１８金など金を含
む合金、ロジウム（Ｒｈ）又は白金（Ｐｔ）であるか
ら、従来のタングステン（Ｗ）よりも抵抗値が低い。従
って微弱な信号に対しても応答、監視が可能である。ま
たこれらの材質は、温度が上昇しても抵抗値の上昇率は
低いので、安定した測定が可能である。一方コンタクタ
の芯材は上記の如くポリマであるから、タングステン
（Ｗ）よりも良好な弾性を有し、針圧の変化に対して追
随でき、接触圧の調整が容易で安定した接触状態が実現
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明すると、図１は、プローバの主要構成部分であるプ
ローブカード１の構造を側面から示しており、このプロ
ーブカード１は、略円盤形状のプリント基板１０と、こ
のプリント基板１０の中心部から垂直下方方向に設けら
れているガイド部材２０、当該ガイド部材２０によって
保持、案内される線材形状の多数の垂直型のプローブ針
３０によって構成されている。

【００１５】上記ガイド部材２０は、各々中心に挿入口
を有する上部ブロック２１、中間ブロック２２、下部ブ
ロック２３が順次固着された構造を有している。これら
各上部ブロック２１、中間ブロック２２並びに下部ブロ
ック２３の固着に当たっては、例えばボルト等による締
付固定によってもよく、また適宜の接着剤による接着固
定によってもよい。

【００１６】上部ブロック２１における挿入口の底部に
は上記プローブ針３０が貫通する固定板２１ａが、中間
ブロック２２における挿入口の底部には、上記プローブ
針３０が遊貫する案内孔を有する上部案内板２２ａが、
下部ブロック２３における挿入口の底部には上記プロー
ブ針３０が遊貫する案内孔を有する下部案内板２３ａ
が、夫々相互に水平方向上下に平行となるように設けら
れている。

【００１７】上記線材形状のプローブ針３０は、上記固
定板２１ａを貫通するとともに、さらに上記上部案内板
２２ａ、下部案内板２３ａの各案内孔を通過して、その
一端部となる先端部３１は下部案内板２３ａから下方に
突出している。

【００１８】また上記プローブ針３０における中間部３
２は、上部案内板２２ａと下部案内板２３ａとの間の空
間Ａ内に位置し、さらにこの中間部３２から上方の部分
は、支持部３３として、上部ブロック２１における挿入
口と上記固定板２１ａとによって形成される空間Ｂ内に
位置している。そしてこの空間Ｂ内には、固定用の樹脂
２４が充填硬化されて、プローブ針３０における上記支
持部３３は、ガイド部材２０に対して固定されている。

【００１９】上記プローブ針３０における上記支持部３
３から上方に続く部分は、プリント基板１０の上方にて
適宜湾曲されて湾曲部３４として構成され、さらに当該
湾曲部３４から続く部分は、一旦上記プリント基板１０
におけるポイント１１においてこのプリント基板１０内
に埋設されて、上記プローブ針３０における他端部３５
は、プリント基板１０における対応する各端子部、例え
ばプローバ本体に設けられている伸縮自在なポゴピンと
のコンタクト用ランド１２に、ハンダなどによって接続
固定されている。

【００２０】上記プローブ針３０の詳細は、図２に示し
たような構成になっている。即ち、このプローブ針３０
は、その芯材となる線材３０ａに例えばメラミン樹脂な
どのポリマが用いられ、さらに当該線材３０ａの外周表
面には、金（Ａｕ）による被膜３０ｂがコーティングさ
れている構造を有している。本実施例においては、この
プローブ針３０における先端部３１は尖先円錐形状に形
成されているが、もちろんこれに限らず、例えば切頭円
錐形状（円錐台形状）や半球形状に形成してもよい。

【００２１】そして図１に示される上記プローブ針３０
における湾曲部３４の外周は、適宜の絶縁膜や絶縁チュ
ーブなどによって絶縁被覆されており、他のプローブ針
の湾曲部との接触による短絡の防止が図られている。

【００２２】本実施例は以上のように構成されており、
次に本実施例が用いられたプローバによるウエハの検査
について図３に基づいて説明すると、例えば検査対象で
あるウエハ４０は、上記プローバカード１の下方に設置
された載置台４１上に載置、保持される。この載置台４
１は、相対的に上記プローブ針３０の先端部３１群と対
面するように上記ウエハ４０を保持し、かつ保持したウ
エハ４０上に設けられている各電極パッド４２に対応す
べき各プローブ針３０に対して、進退駆動制御装置（図
示せず）によって、上下移動（所謂Ｚ方向）への制御駆
動、及び水平方向への移動（所謂Ｘ方向、Ｙ方向への直
線移動や、所謂θ方向への回転移動）が微小制御駆動さ
れるように構成されている。

【００２３】そしてまず上記進退駆動制御装置によっ
て、上記載置台４１は所謂Ｚ方向、即ちその載置面と直
交方向に上昇移動され、それに伴ってウエハ４０上のア
ルミ製の各電極パッド４２は各プローブ針３０の先端部
３１と接触する。この後、さらに上記載置台４１は、例
えば５０μｍ程度同方向にオーバードライブされて、上
記各プローブ針３０の先端部３１のばらつきが吸収され
る。

【００２４】このとき、上記各プローブ針３０の芯材で
ある線材３０ａは、既述のごときメラミン樹脂などのポ
リマによって構成されているから、プローブ針３０は、
オーバードライブに伴う接触圧の変化に追随してその中
間部３２において無理なく適当にしなり、安定したかつ
良好な接触状態が実現できるものである。

【００２５】この状態から上記進退駆動制御装置によっ
て、上記載置台４１を所謂Ｘ方向やＹ方向への微小な直
線制御駆動させると、上記各プローブ針３０の先端部３
１が各電極パッド４２の表面に形成されている酸化被膜
を掻き取って除去し、電極パッド４２と各プローブ針３
０の先端部３１とが確実に導通する。この状態で適宜の
信号電流を流せば、ウエハ４０上に形成された各チップ
の諸特性が検査されるのである。

【００２６】この場合、既述の如く各プローブ針３０の
外周は、その先端部３１も含めて、金（Ａｕ）による被
膜３０ｂがコーティングされているので、実際に導通し
ているのがこの金（Ａｕ）による被膜３０ｂであり、抵
抗値は極めて低いものである。従って極めて微弱な信号
電流であってもこれを確実に導通させて、確認、監視が
できるものである。しかも金（Ａｕ）は、その表面に自
然酸化膜などを形成させないので、常に良好な導通状態
が得られる。それゆえ、既述の安定した接触状態と相ま
って極めて安定したかつ正確な検査が行えるものであ
る。そのような正確な検査は、例えば電極パッド４２の
材質がアルミ以外の材質で構成され、それに対応して例
えばオーバードライブの程度が変更されて接触圧を変化
させても実現されるものである。

【００２７】また上記実施例における構成においては、
コンタクタとなるプローブ針３０は、例えば湾曲部３４
を有していたり、一旦ポイント１１においてプリント基
板１０内に埋設させるなど、湾曲箇所や折曲箇所が存在
している構成であったが、このような形態的に多少複雑
な構成を有するコンタクタであっても、その芯材は従来
のタングステン（Ｗ）よりも弾性にすぐれたメラミン樹
脂などのポリマによって構成されているから、そのよう
な湾曲、折曲状態を実現しやすく、しかもプローブ針３
０自体に無理な負担をかけないものである。

【００２８】なお上記実施例においては、コンタクタと
なる垂直型のプローブ針３０の全部に渡って、線材３０
ａにメラミン樹脂などのポリマを用いてその外周に金
（Ａｕ）による被膜３０ｂを形成していたが、例えば上
記実施例における中間部３２から先端部３１までの間の
線材部分にのみ、メラミン樹脂などのポリマを用いる構
成としてもよく、この場合には、上記の湾曲、折曲状態
の実現容易性は多少犠牲になるものの、安定した接触状
態と相まった極めて安定したかつ正確な検査が行える効
果は何ら減じられるものではない。

【００２９】また上記実施例におけるコンタクタは、垂
直型のプローブ針３０であったが、これに限らず、例え
ば図４に示したような所謂横針型のプローブ針５１に対
しても本発明は適用でき、その場合、例えばこの横針型
のプローブ針５１の先端に設けられるバンプ５２の中心
材５３に、例えば極めて弾性の高いポリマを使用しその
表面に、金（Ａｕ）などからなる被膜５４をコーティン
グさせるようにしても、上記実施例と同様、安定した接
触状態と相まった極めて安定したかつ正確な検査が実施
できるものである。もちろん、上記のような所謂横針型
のプローブ針５１全体に対して、ポリマと金（Ａｕ）な
どからなる被膜による構成を施してもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、測定パッドに直接接触
するのは、導電率が高く安定した導電材質である例え
ば、金（Ａｕ）、１８金など金を含む合金、ロジウム
（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）であるから、従来のタングステ
ン（Ｗ）よりも抵抗値が低く、それゆえ微弱な信号に対
しても応答、監視が可能である。また温度が上昇しても
抵抗値の上昇率は低く、安定した測定が可能である。一
方コンタクタの芯材は弾性を持ったポリマであるから、
従来よりも接触圧の変化に対して従来より良好な接触状
態が得られるので、上記導電材質の採用と相まって極め
て安定したかつ正確な検査が実施できるものである。そ
の他コスト的にも、従来のタングステン（Ｗ）からなる
コンタクタよりも低廉に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を使用したプローブカードの構
造を示す側面断面図である。

【図２】本発明の実施例の構造を示す側面断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例によってウエハを検査する様子
を示す側面の説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１プローブカード１０プリント基板２０ガイド部材３０プローブ針３０ａ線材３０ｂ被膜３１先端部３２中間部４０ウエハ４１載置台４２電極パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子のテストを行うプローバに使
用され、当該半導体素子の被接触部に接触させて電気的
接続を行うためのコンタクタにおいて、当該コンタクタ
の芯材にポリマを用い、さらに当該ポリマの表面に導電
性良好な材質を被覆させたことを特徴とする、プローバ
用コンタクタ。
【請求項２】導電性良好な材質は、金（Ａｕ）又は金
（Ａｕ）を含む合金であることを特徴とする、請求項１
に記載のプローバ用コンタクタ。
【請求項３】導電性良好な材質はロジウム（Ｒｈ）又
は白金（Ｐｔ）であることを特徴とする、請求項１に記
載のプローバ用コンタクタ。