JPH08201428A

JPH08201428A - 半導体装置検査用治具

Info

Publication number: JPH08201428A
Application number: JP7007136A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawazoe; 宏河添; Eisaku Ikui; 栄作生井
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストのままでテスティングの機械的精度の
向上を図ることを可能とする半導体装置検査用治具を提
供すること。【構成】検体と接触し電気信号等のやり取りを司る基板
１と、検査装置と接続し電気信号等のやり取りを司る基
板２と、基板１と基板２との接続を司る中間体３からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置検査用治具
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】大規模集積回路（ＬＳＩ）等、半導体装
置製造の中間検査としてプローブテストが行われる。こ
のテストの最近の傾向として、検体に温度を印加させな
がら動作チェックを行うという検査方法が増加してい
る。これは温度依存の不良を摘出し、最終テスト工程に
おける歩留りの向上を目的としている。他方、近年にお
ける半導体装置の著しい高性能・多機能化により、検体
面積の広大化、テストポイント数の増大化並びにポイン
ト面積の微小化といった傾向が現れている。これらの傾
向は電気的および機械的なテスティング精度の向上を厳
しく要求する。

【０００３】ところで、プローブカードあるいはプロー
ブボードと呼ばれるプローブテスト用の検査治具０は、
図１に示す構造を有している。即ち、ガラス繊維布エポ
キシ樹脂あるいはガラス繊維布ポリイミド樹脂をベース
０４とした印刷配線板で構成され、所定の位置にタング
ステン銅、ベリリウム銅等で作られたプローブピン０１
が立てられている。プローブの反対面には、検査装置と
の接続のための接続端子０３を有しており、プローブと
接続端子とは回路導体０２により結ばれている。最近で
は、テスティングの機械的精度の向上を図るため、プロ
ーブピン長、即ち検体と検査治具との接続距離は短くな
る傾向にある。究極的な例としては、プローブピンを介
さずにテストポイントに検査治具を直接接続させる等の
方法が検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、検査治具本体
となる印刷配線板に上述の基材を用いている以上、検査
治具自体の熱変形や検体（ケイ素が主材料）との熱膨張
量差の発生は免れない。一方、寸法安定性に優れた基板
としてセラミック基板、メタルコア基板等が挙げられる
が、コストあるいは製造可能サイズの制限等の問題から
検査治具に採用された例は無い。

【０００５】本発明の目的は、低コストのままでテステ
ィングの機械的精度の向上を図ることを可能とする半導
体装置検査用治具を提供するところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる半導体装
置検査用治具の概略を図２に示す。機能毎に分離独立し
た３つの部分で構成される。第一は検体と接触し電気信
号等のやり取りを司る部分（基板１）、第二は検査装置
と接続し電気信号等のやり取りを司る部分（基板２）、
第三は基板１と基板２との接続を司る部分（中間体３）
である。

【０００７】基板１のプローブ群１１が直接検体との接
触を担い、その配列は検体の端子群に対応し、接続端子
群１３は基板２の接続端子群２１に対応した配列とな
る。回路導体群１２は、接続端子群１１と１３を接続す
べく回路設計を行う。接続端子群２１は接続端子群１３
のパターンに対応した配列となり、接続端子群２３は検
査装置の入出力ピンに対応した配列となる。回路導体群
２２は、接続端子群２１と２３を接続すべく回路設計を
行う。つまり、接続端子群１３と２１の配列を可能な限
り検体のそれに近づけるよう検査用治具全体の回路設計
を行う事で、基板１全体の小型化が可能となる。

【０００８】以上のように検体及び試験装置への対応を
個別に行う構造にすることで、基板１のサイズを小型化
することができ、そして、従来の治具構造では大型化に
際して難のあったセラミックス、メタルコア、石英等を
ベースとした基材を基板１に採用することが可能とな
る。ところで、バーンイン基板の共用性を高める目的で
基板を分割するという方法が特開平４−３０５１７４、
及び特開平３−１０１７５に開示されている。これらに
分割した基板間の接続方法を提供するものであり、基板
１のサイズを小型化し、その材質を特化して、プローブ
テストの機械的精度の向上を図るという本発明の内容と
は本質的に異なる。

【０００９】基板１の材質１４としては、アルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）、ベリリア（ＢｅＯ）から選択されたものを
ベースとしたセラミック基板は好適である。また、イン
バー（Ｆｅ−Ｎｉ３６％合金）、モリブデンから選択さ
れた金属層をその内部に有するメタルコア基板や、石英
（ＳｉＯ₂）、石英を６０％以上含有するガラス、芳香
族ポリアミドから選択された繊維布または不織布をその
内部に有する基材等も本目的に適している。石英（Ｓｉ
Ｏ₂）、石英を６０％以上含有するガラスは、それぞれ
Ｑガラス、Ｔガラスとして入手が可能である。Ｔガラス
繊維布で強化されたエポキシ樹脂基材及びプリプレグ
は、ＭＣＬ−Ｅ−６７９（Ｌ）、ＧＥＡ−６７９Ｎ
（Ｌ）（日立化成工業株式会社製、商品名）として入手
が可能である。芳香族ポリアミド繊維布はケブラー（東
レ・デュポン社製、商品名）、またその不織布はテクノ
ーラ（帝人、商品名）として入手が可能である。ここで
使用するベース樹脂は材種を問うものではなく、印刷配
線板で使用されている通常の樹脂材料を使用することが
できる。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビス
マレイミドトリアジン（ＢＴ）樹脂、ポリフェニレンエ
ーテル（ＰＰＥ）樹脂、フッ素樹脂等が適している。

【００１０】基板１のプローブ１１は、既述のタングス
テン銅またはベリリウム銅製のピンを回路導体にはんだ
付けして形成する方法や、キャリア銅／ニッケル・リン
中間層／配線導体層からなる三層構造の金属箔を用いて
エッチングでバンプを形成する方法や、めっきでバンプ
法等の一般的な方法により形成することができる。但
し、いずれの方法においても、検体の全テストポイント
との接触を均一、正確に行うため、プローブの形成に当
たっては、その寸法精度及び位置に十分な注意を払う必
要がある。

【００１１】基板２は本目的のために特別に設計された
ものを使用する必要はなく、一般通常の印刷配線板を使
用することができる。中間体３の構造は、検査の特性
上、信号線間の電気的干渉を防ぐようなものであること
が好ましい。即ち、基板１と基板２との接続距離を１０
ｍｍ未満にする構造や、基板１と基板２との接続距離が
１０ｍｍ以上になる場合は、各々の信号線をシールド
し、かつ特性インピーダンスを一定、例えば、５０Ωに
できる同軸構造であることが望ましい。接続距離を１０
ｍｍ未満にする方法としては、エラスティックコネクタ
ー、例えばＰＣＲ（日本ゴム株式会社製、商品名）や、
バンプ付フィルム、例えばＡＳＭＡＴ（日東電工株式会
社製、商品名）等を介して接続させる方法等が有効であ
る。

【００１２】導体回路の材質は、各種樹脂との接着処理
が容易であり、電気伝導性に優れる銅が好ましい。ま
た、酸化等による劣化を防ぐため導体回路表面をはん
だ、ニッケル、金等各種金属の薄膜で被覆してもよい。
回路導体の厚さ、幅については特に規定するものではな
い。

【００１３】

【作用】半導体装置検査用治具のプローブ搭載部分を分
離、小型化し、それを熱変形量の小さい材質で構成する
ことで、プローブテストの機械的精度を向上することが
できる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の好ましい実施例について説明
する。図３、４に基板１の一実施例を、図５に基板２の
一実施例を、図６に中間体３の一実施例を示す。

【００１５】実施例１バンプ状のプローブ群４、接続端子群５、及び回路導体
群６を有する図３に示す基板１を次の手順で作製した。
Ｔガラス繊維布エポキシ樹脂プリプレグＧＥＡ−６７９
Ｎ（Ｌ）（日立化成工業株式会社製、商品名）と、回路
となる銅層（５μｍ）／２％リン−ニッケルからなる中
間層（０．１８μｍ）／表面にバンプとなる銅層（１５
μｍ）からなる三層構造の銅箔を、回路となる銅層が前
記プリプレグに接触する様に重ね、圧力２．９４ＭＰａ
（３０ｋｇ／ｃｍ²）、温度１７５℃、６５分の条件で
成形一体化し、所定位置に表裏の各回路層を接続するた
めのドリル穴明けを行った。次に、バンプとなる形状に
エッチングレジストＨ−Ｋ４５０（日立化成工業株式会
社製、商品名）を形成して、２％リン−ニッケルからな
る中間層までバンプとなる銅層をアルカリエッチング液
であるＡプロセス用エッチング液（ソルテックス社製、
商品名）で選択的にエッチング除去し、前記のエッチン
グレジストを剥離除去し、露出した２％リン−ニッケル
からなる中間層を硝酸２００ｇ／ｌ、過酸化水素水１０
ｍｌ／ｌ、りんご酸１００ｇ／ｌ，ベンゾトリアゾール
５ｇ／ｌを成分とするエッチング液によりエッチング除
去した後、無電解銅めっき及び電解銅めっきを３０μｍ
行って、穴内壁と表面に必要な導体を形成した。そし
て、回路となる形状にエッチングレジストＨ−Ｋ４５０
（日立化成工業株式会社製、商品名）を形成して、回路
となる銅層を選択的にエッチング除去し、前記のエッチ
ングレジストを剥離除去し、外形加工を行って基板１と
した。次に、接続端子群７、８及び回路銅層群９を有す
る図５に示す基板２を以下の手順で作製した。ガラス繊
維布エポキシ樹脂銅張り積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９（日
立化成工業株式会社製、商品名）の両面に内層導体回路
１０を形成し、内層回路基板を作製した。内層回路導体
と樹脂との密着性を向上させる目的で、回路導体の表面
に酸化銅処理を施した後、ホルムアルデヒドを含むアル
カリ性溶液で還元処理した。その表面にエポキシ樹脂系
接着シートＡＳ−１０２（日立化成工業株式会社製、商
品名）を、圧力４．９Ｎ／ｍ、温度１００℃、速度３ｍ
／ｍｉｎの条件でラミネートし、数値制御布線機を用
い、この接着シート上にφ０．１の絶縁ワイヤＨＡＷ−
２１６Ｃ（日立電線株式会社製、商品名）を布線し、必
要な回路パターンを形成した。この基板の表面にプリプ
レグＧＥＡ−６７９Ｎ（日立化成工業株式会社製、商品
名）と、その上に１８μｍの銅箔を重ね、圧力２．９Ｍ
Ｐａ、温度１７５℃、時間６５分の条件で成形一体化
し、穴明け、無電解銅めっき、更に電解銅めっきを行っ
た。そして、必要な形状にエッチングレジストＨ−Ｋ４
５０（日立化成工業株式会社製、商品名）を形成した、
選択的にエッチングを行い、前記のエッチングレジスト
を剥離除去し、外形加工を行って基板２とした。次に、
接続端子群１５、及び回路導体群を有する同軸構造の図
６に示す中間体３を以下の手順で作製した。ガラス繊維
布エポキシ樹脂銅張り積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７（日立化
成工業株式会社製、商品名）の必要な箇所に穴明けを行
い、全面に無電解銅めっき、及び必要な箇所に電解銅、
半田めっき、エッチングを行い、外形加工を施したもの
を４枚用意した。それらを密着する様に重ね合わせ、各
種めっきの施された穴に、中心に貫通穴を有するテトラ
フルオロエチレン製のブッシング１６をセットし、その
穴にバネ性を有するピンを、前記の４枚の板の積層体両
表面から頭を出し、指で押すと積層体表面からわずかに
その頭を出す程度まで引っ込む様に固定し、中間体３と
した。上述の基板１、中間体３、基板２をこの順序で重
ね合わせ、ネジで全体を圧着・固定し、半導体装置検査
用治具を得た。

【００１６】実施例２次の手順でバンプ状のプローブ群４、接続端子群５、及
び回路導体群６を有する図４に示す基板１を作製した。
ガラス繊維布ポリイミド樹脂銅張り積層板ＭＣＬ−Ｉ−
６７１（日立化成工業株式会社製、商品名）の両面に内
層導体回路を形成し、内層回路基板を作製した。内層回
路導体と樹脂との密着性を向上させる目的で、回路導体
の表面に酸化銅処理を施した後、ホルムアルデヒドを含
むアルカリ性溶液で還元処理した。次に、メタルコアと
なる銅・インバー・銅グラッド板ＣＩＣ（日本テキサス
・インスツルメンツ株式会社製、商品名）の必要な箇所
に穴明けを行い、表面に酸化銅処理を施した後、ホムア
ルデヒドを含むアルカリ性溶液で還元処理した。前述の
内層回路基板と、ガラス繊維布ポリイミド樹脂プリプレ
グＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成工業株式会社製、商品
名）と、ＣＩＣと、プリプレグと、回路となる銅層（５
μｍ）／２％リン−ニッケルからなる中間層（０．１８
μｍ）／表面にバンプとなる銅層（１５μｍ）からなる
三層構造の銅箔とを、回路となる銅層がプリプレグに接
触する様に重ね、圧力５．９ＭＰａ（６０ｋｇ／ｃ
ｍ²）、温度１７５℃、１８０分の条件で成形一体化
し、所定位置に表裏の各回路層を接続するためのドリル
穴明けを行った。次いで、バンプとなる形状にエッチン
グレジストＨ−Ｋ４５０（日立化成工業株式会社製、商
品名）を形成して、２％リン−ニッケルからなる中間層
までバンプとなる銅層をアルカリエッチング液であるＡ
ロセス用エッチング液（ソルテックス社製、商品名）で
選択的にエッチング除去し、前記のエッチングレジスト
を剥離除去し、露出した２％リン−ニッケルからなる中
間層を硝酸２００ｇ／ｌ、過酸化水素水１０ｍｌ／ｌ、
りんご酸１００ｇ／ｌ、ベンゾトリアゾール５ｇ／ｌを
成分とするエッチング液によりエッチング除去した後、
無電解銅めっき及び電解銅めっきを３０μｍ行って、穴
内壁と表面に必要な導体を形成した。そして、回路とな
る形状にエッチングレジストＨ−Ｋ４５０（日立化成工
業株式会社製、商品名）を形成して、回路となる銅層を
選択的にエッチング除去し、前記のエッチングレジスト
を剥離除去し、外形加工を行って基板１とした。次に、
実施例１の基板２と中間体３とを、基板１、中間体３、
基板２の順序で重ね合わせ、ネジで全体を圧着・固定
し、半導体装置検査用治具を得た。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明により、
プローブ搭載部分を分離、小型化することができ、プロ
ーブ搭載部分を熱変形量の小さい材質で構成することが
可能となり、機械的精度の優れた半導体装置検査用治具
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例を示す半導体装置検査用治具の。

【図２】本発明の一実施例を示す。

【図３】本発明の基板１の一実施例を示す。

【図４】本発明の基板１の他の実施例を示す。

【図５】本発明の基板２の一実施例を示す。

【図６】本発明の中間体３の一実施例を示す。

【符号の説明】０．治具板１．基板１２．基板２３．中間体３０１．プローブ１１．プローブ２１．接続端子３１．接続端子０２．導体回路１２．導体回路２２．導体回路３２．導体回路０３．接続端子１３．接続端子２３．接続端子３３．接続端子０４．支持体１４．支持体２４．支持体３４．支持体４．バンプ状プローブ５．接続端子６．回路導体７．支持体８．メタルコア９．回路導体１０．内層回路１５．バネ性を１６．ブッシング１７．めっき導体１８．積層板有したピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板１と、基板２と、中間体３とから成る
半導体装置検査用治具であって、基板１は、検体との電気的接触を司るプローブ群１１
と、中間体２との電気的接続を司る接続端子群１３と、
プローグ群１１と接続端子群１３との電気的接続を司る
回路導体群１２とを有し、かつこれらの支持および固定
を司る支持体１４で構成され、基板２は、中間体３の接続端子群３３との電気的接続を
司る接続端子群２１と、検査装置との電気的接続を司る
接続端子群２３と、接続端子群２１と２３との電気的接
続を司る回路導体群２２とを有し、かつこれらの支持お
よび固定を司る支持体２４で構成され、中間体３は、接続端子群１３との電気的接続を司る接続
端子群３１と、接続端子群２１との電気的接続を司る接
続端子群３３と、接続端子群３１と３３との電気的接続
を司る回路導体群３２とを有し、かつこれらの支持およ
び固定を司る支持体３４で構成されることを特徴とする
半導体装置検査用治具。
【請求項２】基板１の支持体１４が、少なくともアルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）、ベリリア（ＢｅＯ）から選択されたも
のであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
検査用治具。
【請求項３】基板１の支持体１４が、少なくともインバ
ー（Ｆｅ−Ｎｉ３６％合金）、モリブデンから選択され
た金属層をその内部に有する絶縁板であることを特徴と
する請求項１に記載の半導体装置検査用治具。
【請求項４】基板１の支持体１４が、少なくも石英（Ｓ
ｉＯ₂）、石英を６０％以上含有するガラス、芳香族ポ
リアミドから選択された繊維布または不織布または不織
布をその内部に有する絶縁板であることを特徴とする請
求項１または３に記載の半導体装置検査用治具。