特許 5854879 非接触型プローブカード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5854879

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】非接触型プローブカード

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/073 20060101AFI20160120BHJP

   G01R 1/06 20060101ALI20160120BHJP

   G01R 31/26 20140101ALI20160120BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   G01R1/073 E

   G01R1/06 F

   G01R31/26 J

   H01L21/66 C

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-36734(P2012-36734)

(22)【出願日】2012年2月22日

(65)【公開番号】特開2013-171005(P2013-171005A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2014年10月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000153018

【氏名又は名称】株式会社日本マイクロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100090620

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 宣幸

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】上林 雅朝

【審査官】 菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０３６７１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２５７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−１３０９４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １／０６ − １／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査デバイスと設定間隔を空けて電気的に非接触状態で信号の授受を行う非接触型プローブカードにおいて、
非接触で信号の授受を行うのに必要な回路を設けた配線基板と、当該配線基板の一方の面に設けられた複数の非接触型プローブ、電源プローブ及びＧＮＤプローブとを備えて構成され、
上記非接触型プローブは、先端接触部と弾性支持部とセンサー部とからなり、当該センサー部は上記先端接触部の先端面を基準としてこの先端面から上記先端接触部の長手方向に設定間隔を空けて当該先端接触部と一体構造で配置されていることを特徴とする非接触型プローブカード。

【請求項2】

請求項１に記載の非接触型プローブカードにおいて、
上記センサー部と上記先端接触部との一体構造が、上記先端接触部から枝分かれしてその先端部に上記センサー部が取り付けられた、上記先端接触部にかかる外部応力により上記設定間隔に影響を与えない腕部により構成されたことを特徴とする非接触型プローブカード。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の非接触型プローブカードにおいて、
上記センサー部と上記先端接触部とが電気的に絶縁されていることを特徴とする非接触型プローブカード。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触型プローブカードにおいて、
上記先端接触部は、その先端面が平坦面状に形成されたものであることを特徴とする非接触型プローブカード。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の非接触型プローブカードにおいて、
上記先端接触部は、外筒内に出没可能に支持されて上記被検査デバイスに絶縁状態で接触する下コンタクトピンで構成され、
上記弾性支持部は、上記外筒内に収納され上記下コンタクトピンが上記被検査デバイスに接触した状態で当該下コンタクトピンを弾性的に支持するスプリングで構成されたことを特徴とする非接触型プローブカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハ上に作られたデバイス等の被検査デバイスと設定間隔を空けて電気的に非接触状態で信号の送受信を行う非接触型プローブカードに関するものである。

【背景技術】

【0002】

被検査デバイスと設定間隔を空けて非接触状態で検査を行う装置としては特許文献１に記載のものがある。この特許文献１の発明の概略構成を図１に基づいて説明する。

【0003】

図中の１，２はコンタクト検査用パッド、３，４は非接触検査用デバイス信号部、５，６はコンタクトプローブ、７、８は非接触検査用プローブ信号部、９は被検査デバイスウエハ、１０はプローブユニットである。

【0004】

電力供給用のコンタクトプローブ５，６にバネ性を持たせ、このコンタクトプローブ５，６がコンタクト検査用パッド１，２にコンタクトすることで、非接触検査用デバイス信号部３，４と非接触検査用プローブ信号部７，８との間の距離を一定に保つ。これにより、非接触検査用デバイス信号部３，４と非接触検査用プローブ信号部７，８との間で非接触検査が可能となる。

【0005】

また、他の例として特許文献２に記載の半導体検査用プローブカードがある。この半導体検査用プローブカードは、図２に示すように、プローブカード基板１１と、基材１２と、検査用ＬＳＩ１３と、電源供給ピン１４とから構成されている。

【0006】

この半導体検査用プローブカードは、被検査ウェハに設定距離になるまで近づけられて電源供給ピン１４が被検査チップの接触用電極にコンタクトし、検査用ＬＳＩ１３が非接触信号伝送用電極と設定距離だけ間を空けて配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特表２００７−５２０７２２号公報

【特許文献2】特開２０１１−１７９９６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１においては、検査時に、非接触検査用デバイス信号部３，４から非接触検査用プローブ信号部７，８までの距離が離れるほど、その分信号が減衰して正確な測定ができなくなる。このため、非接触検査用デバイス信号部３と４、及び非接触検査用プローブ信号部７と８とに高さのばらつきや傾きが存在すると、非接触検査用デバイス信号部３，４から非接触検査用プローブ信号部７，８までの距離が一定せず、正確な測定ができなくなる。このため、非接触検査用デバイス信号部３，４から非接触検査用プローブ信号部７，８までの距離を一定に保つ必要があるが、非接触検査用デバイス信号部３，４から非接触検査用プローブ信号部７，８までの距離を一定するためのコンタクトプローブ５，６だけでは、そのばらつきや傾きをすべて吸収することは難しい。

【0009】

また、被検査デバイスエハ９の１〜数DUT分を１つのプローブユニット１０で測定できるとしても、それをプローブカード全面に配置して被検査デバイスウエハ９の全面を一括して測定するためには、プローブカード全面に配置されたすべての非接触検査用プローブ信号部７，８の高さばらつき、プローブユニットの傾き及びプローブカードのうねり、歪み及び被検査デバイスウエハ９全面に配置された非接触検査用デバイス信号部３，４の高さのばらつきをなくす必要がある。

【0010】

このため、上記問題点を無視できる非常に狭い範囲内での同時測定を行っている。このため、ウエハ全面の一括測定ができず、測定時間が長くなるという問題がある。

【0011】

また、接触検査の場合は、測定エラー時に、プローブとパッド間の導通がとれているかどうかを、パッド表面のコンタクト痕を見て判断することができるが、非接触検査では、エラーの原因がデバイス回路にあるか、プローブカードを含めたテスター側にあるかどうかが分からないという問題がある。

【0012】

また、特許文献２においても、電源供給ピン１４が被検査チップの接触用電極にコンタクトするが、この電源供給ピン１４だけでは、検査用ＬＳＩ１３と非接触信号伝送用電極との間を設定距離に支持することはできない。このため、上記高さばらつき等があると、検査用ＬＳＩ１３と非接触信号伝送用電極との間の距離が一定せず、高い精度で検査することができないという問題がある。

【0013】

本発明はこの点に鑑みてなされたもので、高い精度で効率的に検査することができる非接触型プローブカードを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係る非接触型プローブカードは、被検査デバイスと設定間隔を空けて電気的に非接触状態で信号の授受を行う非接触型プローブカードにおいて、非接触で信号の授受を行うのに必要な回路を設けた配線基板と、当該配線基板の一方の面に設けられた複数の非接触型プローブ、電源プローブ及びＧＮＤプローブとを備えて構成され、上記非接触型プローブは、先端接触部と弾性支持部とセンサー部とからなり、当該センサー部は上記先端接触部の先端面を基準としてこの先端面から上記先端接触部の長手方向に設定間隔を空けて当該先端接触部と一体構造で配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

上記構成により、上記先端接触部と一体構造で配置された上記センサー部は、上記先端接触部が上記被検査デバイスに押圧された際にも、上記先端接触部の先端面から上記センサー部までが設定間隔に保たれるため、オーバードライブがかけられても、被検査デバイスのデバイス信号部との間を設定間隔に正確に保つことができる。この結果、高い精度で効率的に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の従来技術を示す概略構成図である。

【図2】第２の従来技術を示す構成図である。

【図3】半導体ウエハ上のＩＣチップ、信号パッド等を示す部分平面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る非接触型プローブカードを示す要部断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る非接触型プローブカードを示す正面図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る非接触型プローブカードに装着される非接触型プローブを示す正面図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る非接触型プローブを備えたプローブカードをその裏面側から示す要部斜視図である。

【図8】本発明の第１実施形態に係る非接触型プローブ、電源プローブ及びＧＮＤプローブを示す分解斜視図である。

【図9】本発明の第１実施形態に係る非接触型プローブ、電源プローブ及びＧＮＤプローブをＩＣチップの信号パッド等に当接させた状態で示す分解斜視図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る非接触型プローブを示す部分断面斜視図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係る非接触型プローブをガイド板に装着した状態で示す部分断面図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係る非接触型プローブ、電源プローブ及びＧＮＤプローブをガイド板に装着した状態で示す部分正面図である。

【図13】本発明の第２実施形態に係る電源プローブをガイド板に装着した状態で示す部分断面図である。

【図14】第１変形例を示す斜視図である。

【図15】第２変形例を示す斜視図である。

【図16】第３変形例を示す斜視図である。

【図17】第３変形例のセンサー形状および各プローブの先端位置を示す図である。

【図18】第３変形例の他の実施例のセンサー形状および各プローブの先端位置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態に係る非接触型プローブカードについて、添付図面を参照しながら説明する。なお、本発明の非接触型プローブカードが組み込まれる装置としては、上述した特許文献１，２の検査装置を含む、種々の装置を用いることができる。具体的には、本発明の非接触型プローブカードを組み込むことができるすべての装置に対して本発明を適用することができる。このため、以下では、非接触型プローブカードを中心に説明する。

【0018】

[第１実施形態]
本実施形態に係る非接触型プローブカードは、複数のダミープローブを被検査デバイスにそれぞれコンタクトさせて、各ダミープローブの先端近傍に設けたセンサー部をプローブ側のインターフェースとすることで、センサー部と被検査デバイスの間の距離を一定に保つようにしたものである。以下、図面を基に具体的に説明する。

【0019】

本実施形態のプローブカードは、配線基板４０、非接触型プローブ４１、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３で構成される。各プローブは、カンチレバータイプのプローブである。プローブは、ＭＥＭＳ技術（Micro Electro Mechanical Systems）で製造されるが、他の製造方法を用いたプローブでも良い。被検査デバイスとしては、シリコンウエハ上に作られた半導体デバイスを例に説明する。半導体ウエハ３１には、図３に示すように、スクライブライン３２で仕切られた被検査デバイスとしてのＩＣチップ３３が縦横に整列して複数個設けられている。各ＩＣチップ３３上には、信号パッド３４と、ダミーパッド３５と、電源パッド３６と、ＧＮＤパッド３７とが設けられている。

【0020】

信号パッド３４は、後述するセンサー部５４との間で信号の授受を非接触で行う電極である。本実施形態では、各ＩＣチップ３３上に４つ並べて設けられている。

【0021】

ダミーパッド３５は、後述する非接触型プローブ４１の先端接触部５１が接触して押圧するための部材である。このダミーパッド３５は、信号パッド３４の数と同じ数だけ半導体ウエハ３１上に設けられている。各ＩＣチップ３３上では、ダミーパッド３５は、信号パッド３４に合わせて４つ設けられている。各ダミーパッド３５は、４つ並んだ信号パッド３４に並列にそれぞれ所定間隔をあけて設けられている。ダミーパッド３５は、半導体デバイスの回路と絶縁されている。ダミーパッド３５は、半導体製造工程において作り込んでもよく、半導体の製造後に貼り付けてもよい。ダミープローブである先端接触部５１のコンタクト時に、半導体を損傷しなければ、他の方法でもよい。また、ダミーパッド３５の配置位置をスクライブライン上としてもよい。

【0022】

電源パッド３６は、後述する電源プローブ４２に接触して電源を供給するための電極である。電源パッド３６は、図示の例では各ＩＣチップ３３に１つずつ設けられている。電源パッド３６は、各ＩＣチップ３３上の４つの信号パッド３４と同列に配設されている。

【0023】

ＧＮＤパッド３７は、後述するＧＮＤプローブ４３に接触して基準電位にするための電極である。ＧＮＤパッド３７は、図示の例では電源パッド３６と同様に、各ＩＣチップ３３に１つずつ設けられている。ＧＮＤパッド３７は、各ＩＣチップ３３上の４つの信号パッド３４と同列に配設されている。

【0024】

本実施形態に係る非接触型プローブ４１は、被検査デバイスである半導体ウエハ３１と設定間隔を空けて電気的に非接触状態で検査を行うためのプローブである。この非接触型プローブ４１は、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３と共に図４〜９に示すように配設されている。具体的には、プローブカードの配線基板４０の下側面に、非接触型プローブ４１、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３がそれぞれ備えている。これら非接触型プローブ４１、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３は、ＩＣチップ３３上の信号パッド３４、ダミーパッド３５、電源パッド３６及びＧＮＤパッド３７に対応する位置に、先端部をそれらのパッドに対向させる向きにして配線基板４０の下側面に配設されている。即ち、非接触型プローブ４１は、ＩＣチップ３３上の４つの信号パッド３４及びダミーパッド３５に合わせて４つ設けられている。電源プローブ４２は、ＩＣチップ３３上の電源パッド３６に合わせて１つ設けられている。ＧＮＤプローブ４３は、ＩＣチップ３３上のＧＮＤパッド３７に合わせて１つ設けられている。

【0025】

配線基板４０は、内部に必要な配線と回路を設けた配線基板であり、図４，５ではその一方の面である下側面に複数のプローブを設け、他方の面である上側面にはテスターに接続するためのテスターパッド（図示せず）が設けられている。配線基板４０の内部には、非接触型プローブ４１の信号授受に必要な回路（通信回路、増幅回路、及び制御回路）等が設けられており、それらの回路と非接触型プローブ４１のセンサー部５４とは非接触型プローブ４１、プローブパッド５９、配線５３を通して接続されている。また、電源部ローブ４２及びＧＮＤプローブ４３は、配線基板４０の上測面の対応するテスターパッド（図示せず）に配線６６、７０で接続されている。

【0026】

非接触型プローブ４１は、カンチレバータイプのプローブである。非接触型プローブ４１は、図６〜９に示すように、先端接触部５１と、弾性支持部５２と、センサー部５４とから構成されている。

【0027】

先端接触部５１は、被検査デバイスである半導体ウエハ３１に絶縁状態で接触するコンタクト部（ダミープローブ）である。先端接触部５１の先端面５１Ａは平坦面状に形成され、広い面積でダミーパッド３５に接触して押圧される。これにより、その先端面５１Ａはダミーパッド３５を削り込むことなく、ダミーパッド３５に与えるダメージが少ない。先端面５１Ａがダミーパッド３５に接触して押圧された時、各々の信号パッド３４とセンサー部５４の高さ関係は正確に保たれるようになっている。

【0028】

弾性支持部５２は、先端接触部５１を弾性的に支持するための部材である。弾性支持部５２は、支持ブロック５７と、弾性板部５８とから構成されている。

【0029】

支持ブロック５７が配線基板４０の下側面に設けられたプローブパッド５９に固着されることにより、各非接触型プローブ４１は配線基板４０の下側面に可撓性を有して支持されている。

【0030】

弾性板部５８は、支持ブロック５７に支持された状態で、先端接触部５１を弾性的に支持するための部材である。弾性板部５８は、平行に設けた２枚のアーム部材で構成されている。この２枚のアーム部材は、同じ材料で構成されて同じ特性を有し、外部応力に対して同じ撓み方をするようになっている。これにより、弾性板部５８は、先端面５１Ａがダミーパッド３５にコンタクトしたときに図６のようにＯＤ量（オーバードライブによる変位する量）だけ変位すると、平行に設けた２枚のアーム部材が同じ撓み方で弾性変形して、先端接触部５１を、その角度を保った状態で上下動可能に支持している。

【0031】

センサー部５４は、図７〜９に示すように、半導体ウエハ３１の信号パッド３４との間で信号の授受を非接触で行うためのプローブ側のインターフェイスである。センサー部５４と信号パッド３４との間は、設定間隔に保たれて、無線通信による信号の授受が行われる。なお、無線通信の方式としては、磁界結合方式、電界結合方式等の既存の方式を用いることができる。センサー部５４は、非接触型プローブ４１と、配線基板４０の配線５３を通して配線基板４０の内部回路に電気的に接続されている。センサー部５４は、検査時に、半導体ウエハ３１の信号パッド３４と設定間隔を空けて対向する位置に配置される。

【0032】

センサー部５４は、先端接触部５１の先端面５１Ａより高い位置（弾性支持部５２に近い方向）に支持されている。即ち、センサー部５４は、先端接触部５１の先端面５１Ａを基準としてこの先端面５１Ａから先端接触部５１の長手方向に設定間隔を空けて先端接触部５１と一体構造で配置されている。具体的には、センサー部５４は、上記先端接触部５１から枝分かれした腕部６２に支持されている。腕部６２は、先端接触部５１の途中から横方向（弾性支持部５２に沿う方向）へ張り出して形成されている。腕部６２は、Ｌ字状に曲げられてその先端を下方（検査時の信号パッド３４の方向）に向けている。センサー部５４は、この腕部６２の先端部に、検査時に信号パッド３４に対して設定間隔を空ける位置に先端面５１Ａから設定間隔を空けて先端接触部５１と一体構造で設けられている。

【0033】

腕部６２は、先端接触部５１から枝分かれして形成されることで、先端接触部５１に外部応力がかかって先端接触部５１の位置が変位してもそれに追従して変位する。この腕部６２によってセンサー部５４と先端接触部５１とが一体構造になっている。これにより、腕部６２が先端接触部５１から枝分かれしてその先端部に上記センサー部５４が取り付けられることで、上記先端接触部５１に外部応力がかかっても、上記設定間隔に影響を与えない。これにより、先端接触部５１が半導体ウエハ３１のダミーパッド３５に押圧された際に、そのＯＤ量にかかわらず、上記センサー部５４と上記信号パッド３４との距離が一定に保たれる。

【0034】

電源プローブ４２は、上記ＩＣチップ３３上の電源パッド３６に電気的に接触して電源を供給するためのプローブである。電源プローブ４２も、カンチレバータイプのプローブであり、先端接触部６４、弾性板部６５及び支持ブロック６７とから構成されている。これら先端接触部６４、弾性板部６５及び支持ブロック６７は、上述した非接触型プローブ４１の先端接触部５１、弾性板部５８及び支持ブロック５７とほぼ同様に構成されて、同様に機能する。

【0035】

ＧＮＤプローブ４３は、上記ＩＣチップ３３上のＧＮＤパッド３７に電気的に接触して基準電位にするためのプローブである。ＧＮＤプローブ４３も、カンチレバータイプのプローブである。ＧＮＤプローブ４３は、先端接触部６８と、弾性板部６９と、支持ブロック７１とから構成されている。これら先端接触部６８、弾性板部６９及び支持ブロック７１は、上述した電源プローブ４２と同様に構成されている。

【0036】

以上のように構成されたプローブカードは、次のように作用する。

【0037】

上記プローブカードが検査装置に装着され、検査される半導体ウエハ３１が検査装置内の載置台に載置される。次いで、プローブカードと半導体ウエハ３１の相対的な位置合わせがされる。

【0038】

その後、載置台は上昇して、非接触型プローブ４１の先端接触部５１、電源プローブ４２の先端接触部６４及びＧＮＤプローブ４３の先端接触部６８と、半導体デバイスのダミーパッド３５、電源パッド３６及びＧＮＤパッド３７とが接触する。さらに、オーバードライブが掛けられることにより、全てのプローブが対応する各パッドに押圧される。

【0039】

これにより、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３が、ＩＣチップ３３の電源パッド３６及びＧＮＤパッド３７に電気的に確実に接続される。

【0040】

非接触型プローブ４１では、先端接触部５１の先端面５１Ａが、半導体ウエハ３１のダミーパッド３５に接触する。そして、オーバードライブがかけられることで、ダミーパッド３５が先端接触部５１に強く押し当てられて、先端接触部５１が僅かに押し上げられる。これにより、弾性支持部５２が図６のように撓んで、先端接触部５１のダミーパッド３５への当接状態を確実に保つ。

【0041】

このとき、先端接触部５１の腕部６２で支持されたセンサー部５４は、先端接触部５１と一体構造であるため、オーバードライブがかけられて、先端接触部５１の位置が変位しても、センサー部５４と信号パット３４との距離は変わらない。この状態で、センサー部５４と信号パッド３４との間で信号が授受されて、検査が行われる。

【0042】

非接触型プローブ４１において各プローブ間の高さばらつき及びプローブカードの半導体ウエハに対する傾き、各ダミーパッド３５間の高さのばらつき等が存在しても、オーバードライブによって、全ての先端面５１Ａが対応するダミーパット３５にそれぞれ押圧され、弾性板部５８が撓むことにより、その高さばらつきを吸収する。これにより、センサー部５４と信号パッド３４との間隔が正確に保たれて良好な状態で検査が行われる。

【0043】

検査が終了したら、半導体ウエハ３１が載置台から外されて、次の半導体ウエハ３１が載置される。そして、上記処理を繰り返す。

【0044】

以上のように、センサー部５４が、先端接触部５１の腕部６２で支持されてこの先端接触部５１と一体構造であるため、オーバードライブがかけられて先端接触部５１の位置が変位しても、センサー部５４を半導体ウエハ３１の信号パッド３４に対して設定間隔に正確に保つことができる。

【0045】

このように、各非接触型プローブ４１の弾性板部５８が個別に撓んで高さばらつき等を吸収して、すべてのセンサー部５４を半導体ウエハ３１の全面のすべての信号パッド３４に対して設定間隔に正確に保つことができるため、半導体ウエハ３１の全ての半導体デバイスを、正確に一括測定することができる。この結果、検査効率が大幅に向上する。

【0046】

なお、コンタクト痕が必要な場合は、オーバードライブの際に、先端接触部５１がダミーパッド３５にコンタクトした時に、このダミーパッド３５にコンタクト痕が付くように、先端接触部５１の先端面５１Ａに突起を設けてダミーパッド３５の表面に凹部を作ったり、ダミーパッド３５の表面に先端接触部５１の先端面５１Ａで潰れる突起を設けたりすることができる。

【0047】

このコンタクト痕は、検査を行った半導体ウエハ３１のＩＣチップ３３が、測定の結果、不良と判断された場合、その不良の原因がＩＣチップ３３側にあるのか、プローブカード側を含めた測定機側にあるのかを知る手掛かりとなる。この結果、原因が後者であった場合は、再測定を行うことで、歩留まりを向上させることができる。原因が前者であった場合は、すぐにデバイス不良と判断することができる。この結果、再測定を行う無駄な時間を短縮することができる。

【0048】

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、スプリングピンタイプの非接触型プローブを用いた例について図１０〜１２を基に説明する。本実施形態の非接触型プローブカードも、上記第１実施形態の非接触型プローブ４１、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３に対応する、非接触型プローブ７５、電源プローブ７６及びＧＮＤプローブ７７を有している。これらのプローブは、ガイド板７８に設けられた支持穴７９に挿入して支持され、配線基板４０の下面に取り付けられている。支持穴７９は、半導体ウエハ３１のダミーパッド３５、電源パッド３６及びＧＮＤパッド３７に整合する位置にそれぞれ設けられている。支持穴７９の上部には、後述する外筒８０の鍔部８６が嵌合する凹部７９Ａが設けられている。ガイド板７８は、半導体ウエハ３１とほぼ同じ大きさである。これにより、ガイド板７８は、半導体ウエハ３１上のすべての信号パッド３４、ダミーパッド３５、電源パッド３６及びＧＮＤパッド３７に整合する位置に、非接触型プローブ７５、電源プローブ７６及びＧＮＤプローブ７７を支持している。

【0049】

非接触型プローブ７５は、外筒８０と、上コンタクトピン８１と、スプリング８２と、下コンタクトピン８３と、センサー部８４とから構成されている。

【0050】

外筒８０は、上記上コンタクトピン８１と、スプリング８２と、下コンタクトピン８３を内部に収納して支持するための筒体である。この外筒８０の上端には鍔部８６が設けられている。これにより、外筒８０が上記ガイド板７８の支持穴７９に挿入され、鍔部８６が凹部７９Ａに嵌合することで、非接触型プローブ７５がガイド板７８に支持される。外筒８０の下部にはスリット８０Ａが設けられている。このスリット８０Ａは、外筒８０の長手方向に形成されている。このスリット８０Ａにより、後述する腕部９０が外筒８０の長手方向に移動可能に支持されている。

【0051】

上コンタクトピン８１は、外筒８０の上部に挿入されている。上コンタクトピン８１は、配線基板４０の下側面に設けられた電極（図示せず）に当接して配線基板４０側の回路に電気的に接続される。

【0052】

スプリング８２は、上コンタクトピン８１と下コンタクトピン８３とで挟まれた状態で外筒８０内の中央部に挿入されている。スプリング８２は、上コンタクトピン８１と下コンタクトピン８３とにそれぞれ当接して、上コンタクトピン８１を上方へ、下コンタクトピン８３を下方へ押圧している。さらに、スプリング８２は、これら上コンタクトピン８１と下コンタクトピン８３との間を電気的に接続している。また、外筒８０も、上コンタクトピン８１と下コンタクトピン８３とを支持してこれらの間を電気的に接続している。

【0053】

下コンタクトピン８３は、被検査デバイスである半導体ウエハ３１に絶縁状態で接触するコンタクト部（ダミープローブ）である。下コンタクトピン８３は、外筒８０に挿入されて、外筒８０内の下部に出没可能に支持されている。外筒８０の下端部には固定リング８８が取り付けられている。この固定リング８８は、下コンタクトピン８３を外筒８０から抜け落ちないように支持している。下コンタクトピン８３の下端部は球面状に形成され、半導体ウエハ３１上のダミーパッド３５に当接するようになっている。下コンタクトピン８３の下端部は球面状ではなく、平坦面状にしてもよい。

【0054】

センサー部８４は、半導体ウエハ３１の信号パッド３４との間で信号の授受を行うためのセンサーである。センサー部８４と信号パッド３４との間は、設定間隔に保たれて、無線通信に
よる信号の授受が行われる。即ち、センサー部８４は、検査時に、半導体ウエハ３１の信号パッド３４と設定間隔を空けて対向配置されて、無線通信による信号の授受が行われる。このセンサー部８４は、第１実施形態のセンサー部５４と同様である。

【0055】

センサー部８４は、下コンタクトピン８３と一体構造で配置された状態で、この下コンタクトピン８３に支持されている。具体的には、センサー部８４は、上記下コンタクトピン８３から枝分かれした腕部９０に支持されている。腕部９０は、下コンタクトピン８３の途中から、外筒８０のスリット８０Ａを貫通して、外筒８０の外側に張り出している。腕部９０は、Ｌ字状に曲げられてその先端を下方（検査時の信号パッド３４の方向）に向けている。センサー部８４は、この腕部９０の先端部に取り付けられて、検査時に信号パッド３４に対して設定間隔を空けて対向する位置に配置される。

【0056】

腕部９０は、下コンタクトピン８３から枝分かれして形成されることで、この下コンタクトピン８３に外部応力が掛かり下コンタクトピン８３の位置が変位してもそれに追従して変位すする。これにより、下コンタクトピン８３が半導体ウエハ３１のダミーパッド３５に押圧された際に、そのＯＤ量にかかわらず、上記センサー部８４と上記信号パッド３４との距離が一定に保たれる。

【0057】

電源プローブ７６は、上記ＩＣチップ３３上の電源パッド３６に電気的に接触して電源を供給するためのプローブである。ＧＮＤプローブ７７は、上記ＩＣチップ３３上のＧＮＤパッド３７に電気的に接触して基準電位にするためのプローブである。これら電源プローブ７６及びＧＮＤプローブ７７は同じ構成になっている。具体的には、電源プローブ７６及びＧＮＤプローブ７７は、上記センサー部８４、腕部９０、及びスリット部８０Ａが設けられない点を除いて上記非接触型プローブ７５と同様である。即ち、電源プローブ７６及びＧＮＤプローブ７７は、図１３に示すように、外筒９２と、上コンタクトピン９３と、スプリング９４と、下コンタクトピン９５とから構成されている。

【0058】

以上のように構成されたプローブカードは、次のように作用する。

【0059】

上記構成のプローブカードの全体的な作用は上述した第１実施形態のプローブカードと同様である。

【0060】

非接触型プローブ７５では、下コンタクトピン８３の下端部が、半導体ウエハ３１のダミーパッド３５に接触する。そして、オーバードライブがかけられることで、ダミーパッド３５が下コンタクトピン８３に強く押し当てられて、下コンタクトピン８３が僅かに押し上げられる。これにより、スプリング８２が縮んで、下コンタクトピン８３のダミーパッド３５への当接状態を正確に保つ。

【0061】

このとき、下コンタクトピン８３の腕部９０で支持されたセンサー部８４は、下コンタクトピン８３と一体構造で配置されているため、オーバードライブがかけられて、下コンタクトピン８３の位置が変位しても、センサー部８４と信号パッド３４との距離は変わらない。この状態で、上記第１実施形態と同様に、センサー部８４と信号パッド３４との間で信号が授受されて、検査が行われる。

【0062】

非接触型プローブ７５において、各プローブ間の高さばらつき及びプローブカードの半導体ウエハに対する傾き、各ダミーパッド３５間の高さのばらつき等が存在しても、オーバードライブによって、全ての下コンタクトピン８３がダミーパット３５に押圧されることで各非接触型プローブ７５のスプリング８２が、そのばらつきを吸収する。これにより、すべての下コンタクトピン８３が、それぞれの位置で、すべてのダミーパッド３５に最適状態で当接する。これにより、良好な状態で検査が行われる。

【0063】

以上のように、センサー部８４が、下コンタクトピン８３の腕部９０で支持されてこの下コンタクトピン８３と一体構造とされているため、オーバードライブがかけられても、上記第１実施形態と同様に、センサー部８４を半導体ウエハ３１の信号パッド３４に対して設定間隔に正確に保つことができる。

【0064】

このように、各非接触型プローブ７５のスプリング８２が個別に伸縮して高さばらつき等を吸収して、センサー部８４を半導体ウエハ３１の信号パッド３４に対して設定間隔に正確に保つことができるため、半導体ウエハ３１の全面を、正確に一括測定することができる。この結果、検査効率が大幅に向上する。

【0065】

［変形例］
上記第１実施形態では、１つの非接触型プローブ４１に１つのダミーパッド３５を設けたが、ダミーパッド３５は、１つの非接触型プローブ４１に対して必ず１つ設ける必要はない。各先端接触部５１を絶縁できればよいため、図１４に示すように、ダミーパッド１００を長く形成して、長い１つのダミーパッド１００を複数の非接触型プローブ４１で共有するようにしてもよい。これにより、パッド間隔が狭ピッチになって、パッドサイズが小さくなった際に予想されるパッドのエッジから先端接触部５１が外れるという不具合の発生を防止することができる。これは、第２実施形態の非接触型プローブ７５の場合も同様である。

【0066】

また、上記各実施形態及び上記変形例のダミーパッド３５，１００は、検査後は必要なくなるので、半導体ウエハ３１をダイシングする前に除去してもよい。

【0067】

また、第１実施形態では、センサー部５４を各非接触型プローブ４１に個別に設けたが、図１５に示すように、各センサー部をフレキシブル基板１０１に作り込んでもよい。この場合、各センサー部で授受する信号を各プローブを通して配線基板４０側の回路に接続してもよく、フレキシブル基板１０１を延長してこのフレキシブル基板１０１を通して配線基板４０側の回路に接続してもよい。

【0068】

このフレキシブル基板１０１は、各ＩＣチップ３３毎に設けても良く、複数のＩＣチップ３３を一単位としても良く、ウエハ全面のＩＣチップ３３を一つのフレキシブル基板１０１で対応しても良い。その場合、電源プローブ４２及びＧＮＤプローブ４３先端、並びに必要により先端接触部５１の先端の位置には、図１４〜１６に示すように、開口１０２を設ける。

【0069】

また、上記第１実施形態では、先端接触部５１を各センサー部５４に個別に設けたが、フレキシブル基板１０１で複数のセンサー部５４を支持する場合は、非接触型プローブ４１を減らしてもよい。具体的には、フレキシブル基板１０１が撓まない限度において、図１７のように１つのＩＣチップ３３に３つ設けたり、図１８のように２つのＩＣチップ３３で４つ設けたりしてもよい。

【0070】

また、本発明は、上記各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更、組み合わせすることができる。

【符号の説明】

【0071】

３１：半導体ウエハ、３２：スクライブライン、３３：ＩＣチップ、３４：信号パッド、３５：ダミーパッド、３６：電源パッド、３７：ＧＮＤパッド、４１：非接触型プローブ、４２：電源プローブ、４３：ＧＮＤプローブ、５１：先端接触部、５１Ａ：先端面、５２：弾性支持部、５３：配線、５４：センサー部、５７：支持ブロック、５８：弾性板部、５９：プローブパッド、６２：腕部、６４：先端接触部、６５：弾性板部、６６：配線、６７：支持ブロック、６８：先端接触部、６９：弾性板部、７０：配線、７１：支持ブロック、７５：非接触型プローブ、７６：電源プローブ、７７：ＧＮＤプローブ、７８：ガイド板、７９：支持穴、７９Ａ：凹部、８０：外筒、８０Ａ：スリット、８１：上コンタクトピン、８２：スプリング、８３：下コンタクトピン、８４：センサー部、８６：鍔部、８８：固定リング、９０：腕部、９２：外筒、９３：上コンタクトピン、９４：スプリング、９５：下コンタクトピン１００：ダミーパッド、１０１：フレキシブル基板、１０２：開口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】