JP2005164480A - Probe card and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェハ上の回路パターンを電気的に試験するプローブカード及びその製造法に関する。 The present invention relates to a probe card for electrically testing a circuit pattern on a wafer and a manufacturing method thereof.
ウェハ上の回路パターンを電気的に試験する場合、プローブカードが用いられている。このプローブカードは、基板上に試験用の回路パターンが設けられている。また、この回路パターンには、ウェハ上の回路パターンに接触可能な多数の端子が接続されている。この端子は、基板上に設けられている。 A probe card is used to electrically test a circuit pattern on a wafer. This probe card is provided with a test circuit pattern on a substrate. In addition, a large number of terminals that can contact the circuit pattern on the wafer are connected to the circuit pattern. This terminal is provided on the substrate.
従来、プローブカードの基板には、樹脂製の基板が用いられていた。また、プローブカードには、針状の端子が用いられていた。この針状の端子は、基板から斜めに突出して設けられている。このように針状の端子を基板に対して斜めに突出させることにより、針状の端子がウェハに接触したときに弾性変形可能になる。 Conventionally, resin substrates have been used as probe card substrates. Further, needle-like terminals are used for the probe card. The needle-like terminal is provided so as to protrude obliquely from the substrate. By causing the needle-like terminals to project obliquely with respect to the substrate in this way, the needle-like terminals can be elastically deformed when they come into contact with the wafer.
樹脂製の基板は、熱膨張係数が大きいため、試験中の熱変形量が大きくなる。このように基板の熱変形量が大きい場合には、ウェハとプローブカード間の間隔の誤差が大きくなるが、弾性変形可能な針状の端子を用いることにより、その誤差を吸収することができる。 Since the resin substrate has a large thermal expansion coefficient, the amount of thermal deformation during the test increases. Thus, when the amount of thermal deformation of the substrate is large, an error in the interval between the wafer and the probe card becomes large, but the error can be absorbed by using an elastically deformable needle-like terminal.
しかし、プローブカードに針状の端子を用いた場合、多数の針状の端子を基板に一個ずつ取り付けなければならないので、その取り付け作業が面倒で作業工数が増大する。そこで、針状の端子に代えて金属バンプを端子としたプローブカードが提案されている(例えば、特許文献1,2参照。)。
しかしながら、従来の金属バンプを端子としたプローブカードは、熱変形量が大きい樹脂製の基板を用いていたので、試験中に基板とウェハとの間隔が変化するという問題があった。 However, since a conventional probe card using metal bumps as a terminal uses a resin substrate having a large amount of thermal deformation, there is a problem that the distance between the substrate and the wafer changes during the test.
このように基板とウェハとの間隔が変化すると、基板上の金属バンプとウェハの回路パターンとの接触状態が不安定になり、試験精度が低下する。そのため、従来の金属バンプを端子として用いたプローブカードは、主に小さなウェハの電気的な試験を行う際に使用され、大きなウェハを試験するには不向きであった。 When the distance between the substrate and the wafer changes in this way, the contact state between the metal bumps on the substrate and the circuit pattern of the wafer becomes unstable, and the test accuracy decreases. Therefore, a conventional probe card using metal bumps as terminals is mainly used when an electrical test of a small wafer is performed, and is not suitable for testing a large wafer.
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、大きなウェハの電気的な試験を高精度に行うことができ、且つ、コストダウンが可能なプローブカード及びその製造方法の提供を課題とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a probe card and a method for manufacturing the same that can perform an electrical test of a large wafer with high accuracy and can reduce costs. .
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明は、ウェハ上の回路パターンを電気的に試験するプローブカードにおいて、試験用の回路パターンを有するセラミック基板と、前記セラミック基板の表面に形成されると共に、前記回路パターンに接続され、前記ウェハ上の前記回路パターンに接触可能な導電性を有する金属バンプと、を備えた。 That is, the present invention provides a probe card for electrically testing a circuit pattern on a wafer, a ceramic substrate having a test circuit pattern, and formed on the surface of the ceramic substrate and connected to the circuit pattern, And metal bumps having conductivity that can contact the circuit pattern on the wafer.
本発明では、基板に熱膨張係数の小さなセラミックを用いている。そのため、基板を大きくした場合でも、その熱変形量が小さくなる。また、セラミックの熱膨張係数とウェハの熱膨張係数とは略同一である。 In the present invention, a ceramic having a small thermal expansion coefficient is used for the substrate. Therefore, even when the substrate is enlarged, the amount of thermal deformation is reduced. Further, the thermal expansion coefficient of the ceramic and the thermal expansion coefficient of the wafer are substantially the same.
従って、大きなウェハ上の回路パターンを電気的に試験する際に、セラミック基板とウェハとの間隔を略一定に保持できるので、セラミック基板上の金属バンプとウェハ上の回路パターンとの電気的な接触状態が安定する。 Therefore, when the circuit pattern on the large wafer is electrically tested, the distance between the ceramic substrate and the wafer can be kept substantially constant, so that the electrical contact between the metal bumps on the ceramic substrate and the circuit pattern on the wafer can be maintained. The state is stable.
ここで、前記セラミック基板は、積層された複数のセラミック層と、前記セラミック層間に形成された所定の回路とで構成できる。 Here, the ceramic substrate can be composed of a plurality of laminated ceramic layers and a predetermined circuit formed between the ceramic layers.
また、前記金属バンプはメッキ層で形成できる。前記金属バンプとしては、ニッケルメッキ層を例示できる。また、前記金属バンプの表面に、補強膜を形成できる。 The metal bump can be formed of a plating layer. An example of the metal bump is a nickel plating layer. A reinforcing film can be formed on the surface of the metal bump.
また、本発明は、ウェハ上の回路パターンを電気的に試験するプローブカードの製造方法において、セラミック基板の表面に導電層を設け、前記導電層のエッチング処理によって試験用の回路パターンを形成し、前記セラミック基板の前記回路パターン上にレジスト材を設け、エッチング処理によって前記レジスト材にバンプ用の設け、メッキ処理によって前記穴内に導電性を有する金属を充填し、エッチング処理によって前記金属の周囲の前記レジスト材を除去することにより、前記セラミック基板の前記回路パターン上に前記金属のバンプを形成する。 In the probe card manufacturing method for electrically testing a circuit pattern on a wafer, the present invention provides a conductive layer on the surface of the ceramic substrate, and forms a test circuit pattern by etching the conductive layer. A resist material is provided on the circuit pattern of the ceramic substrate, the resist material is provided with bumps by an etching process, a conductive metal is filled in the holes by a plating process, and the metal around the metal is etched by an etching process. By removing the resist material, the metal bumps are formed on the circuit pattern of the ceramic substrate.
本発明では、セラミック基板上にメッキ処理及びエッチング処理によって金属バンプを形成するので、多数の金属バンプを同時に形成できる。 In the present invention, since metal bumps are formed on the ceramic substrate by plating and etching, a large number of metal bumps can be formed simultaneously.
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。 The above-described configurations can be combined with each other without departing from the spirit of the present invention.
以上説明したように、本発明では、熱膨張係数の小さなセラミック基板が使用され、このセラミック基板に多数の金属バンプが設けられている。そのため、セラミック基板を大きくした場合でも、その熱変形量が小さくなる。更に、セラミック基板の熱膨張係数とウェハの熱膨張係数とは、略同一である。 As described above, in the present invention, a ceramic substrate having a small thermal expansion coefficient is used, and a large number of metal bumps are provided on the ceramic substrate. Therefore, even when the ceramic substrate is enlarged, the amount of thermal deformation is reduced. Furthermore, the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate and the thermal expansion coefficient of the wafer are substantially the same.
従って、大きなウェハ上の回路パターンを電気的に試験する際に、セラミック基板とウェハとの間隔を略一定に保持できるので、セラミック基板の表面の金属バンプとウェハ上の回路パターンとの電気的な接触状態が安定する。これにより、大きなウェハ上の回路パターンを高精度で試験できる。 Therefore, when the circuit pattern on the large wafer is electrically tested, the distance between the ceramic substrate and the wafer can be kept substantially constant. The contact state is stable. Thereby, a circuit pattern on a large wafer can be tested with high accuracy.
また、本発明では、金属バンプをメッキ処理及びエッチング処理によって形成するので、多数の金属バンプを一度に形成できる。従って、コストダウンが可能になる。 In the present invention, since the metal bumps are formed by plating and etching, a large number of metal bumps can be formed at a time. Therefore, the cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を添付した図1から図9に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明に係るプローブカード1を示す。このプローブカード1は、ウェハ11上の回路パターン12を電気的に試験するものである。プローブカード1は、試験用の回路パターン13を有するセラミック基板14と、このセラミック基板14の表面に形成されると共に、回路パターン13に接続され、上記ウェハ11上の回路パターン12に接触可能な導電性を有する金属バンプ15とを備えている。
FIG. 1 shows a probe card 1 according to the present invention. The probe card 1 is for electrically testing a
次に、上記の各構成について詳細に説明する。ウェハ11は、比較的大きく形成されている。本実施形態では、ウェハ11の直径が200mmである。このウェハ11上には、多数のチップの回路パターン12が形成されている。本実施形態では、ウェハ11上に複数チップ分の回路パターン12が形成されている。
Next, each of the above configurations will be described in detail. The
上記のセラミック基板14は、複数のセラミック層が積層されている。そして、セラミック層間に所定の回路パターン(図示せず)が設けられている。また、本例では、セラミック基板14が120〜150mmの四角形に形成されている。このセラミック基板14の両面は研磨されている。
The
セラミック基板14の表面に設けられた回路パターン13は、セラミック層間の回路パターン(図示せず)に接続されている。このセラミック基板14の回路パターン13に接続された金属バンプ15は、略円錐台形に形成されている。本例では、金属バンプ15の上端面の直径dが30ηm、高さhが50ηm、金属バンプ15同士の間隔bが100〜200ηmに形成されている。
The
この金属バンプ15は、メッキ層によって形成されている。本例では、金属バンプ15が、無電解メッキ処理によるニッケルメッキ層24によって形成されている。また、金属バンプ15の表面には、金メッキ層等の補強膜16が設けられている。なお、補強膜16は、省略することもできる。
The
また、金属バンプ15は、ウェハ11上に形成された複数のチップを一度に試験可能な数だけ設けられている。本例では、チップ1個あたり80〜100個の金属バンプ15が設けられている。従って、プローブカード1には、金属バンプ15が2000〜3000個設けられている。
Further, the
次に、このプローブカード1の製造方法を説明する。ここでは、まず、図2に示すように、セラミック基板14の表面に、熱圧着などによって銅箔等の導電層21を貼り付ける。この導電層21は、厚さが100ηm以下のものを使用する。
Next, a method for manufacturing the probe card 1 will be described. Here, first, as shown in FIG. 2, a
次に、導電層21をエッチング処理することにより、回路パターニングを行う。これによって、図3に示すように、セラミック基板14上に所定の回路パターン13が形成される。
Next, circuit patterning is performed by etching the
次に、図4に示すように、セラミック基板14の回路パターン13が設けられた側の表面に、レジスト材22を塗布する。次に、エッチング処理によってレジスト材22に所定の直径を有する穴23を設ける。この穴23は、金属バンプ15の直径、数及び位置に合わせて形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a resist
次に、図5に示すように、レジスト材22の穴23内に、無電解メッキ処理によってニッケルメッキ層24を充填する。このニッケルメッキ層24は、レジスト材22の表面より突出させる。続いて、図6に示すように、ニッケルメッキ層24のレジスト材22より突出した部分を研磨によって除去する。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図7に示すように、ニッケルメッキ層24の周囲のレジスト材22を、エッチング処理によって除去する。この後、トリミング処理を行い、ニッケルメッキ層24の形状を円錐台形とする。
Next, as shown in FIG. 7, the resist
次に、図8に示すように、円錐台形のニッケルメッキ層24上に、メッキ処理によって補強膜16を形成する。これによって、円錐台形の金属バンプ15が形成される。このように、メッキ処理及びエッチング処理によって、2000〜3000個の金属バンプ15を一度に形成できる。
Next, as shown in FIG. 8, the reinforcing
図9は、このプローブカード1を適用した試験装置30を示す。この試験装置30は、ウェハ11を保持するウェハ保持台31と、金属製ヘッドホルダー33にろう付けされたセラミック基板14と、高精度に加工された低膨張係数の金属製ヘッドホルダー33と、プローブカード1の変形を防止するウェイト34と、プローブカード1に取り付けられたコネクタ35とを備えている。コネクタ35から延びる電線36は、外部の計測器(図示せず)に接続されている。
FIG. 9 shows a
この試験装置30を用いてウェハ11の電気的な試験を行う際には、プローバ保持台32を降下させる。そして、プローブカード1の全ての金属バンプ15を、ウェハ11の回路パターン12に電気的に接触させる。これにより、ウェハ11上の全ての回路パターン12の電気的な試験を一度に行うことができる。
When an electrical test of the
すなわち、本発明に係るプローブカード1は、導電性を有する金属バンプ15が多数設けられ、金属バンプ15は、セラミック基板14に設けられた回路パターン13,セラミック層間の回路パターン、コネクタ35,電線36を通して外部の計測器等と電気的に接続されている。従って、金属バンプ15をウェハ11上の回路パターン12に接触させて電気を流すことにより、回路パターン12の電気的検査を行うことができる。
That is, the probe card 1 according to the present invention is provided with a large number of conductive metal bumps 15. The metal bumps 15 include a
セラミック基板14は、従来の樹脂製の基板に比べて熱膨張係数が非常に小さいので、セラミック基板14を大きくした場合でも、その熱変形量が小さくなる。また、金属バンプ15は、メッキ処理及びエッチング処理によって形成されるので、一度に多数の金属バンプ15を形成できる。
The
つまり、本発明のプローブカード1は、熱膨張係数が小さなセラミック基板14を用いているので大型にできる。また、セラミック基板14上に、例えば2880〜3000個の多数の金属バンプ15を簡単に設けることができる。
That is, the probe card 1 of the present invention can be made large because the
このように、大型のプローブカード1を用いることによって、例えば36個程度の多数のチップが設けられた大きなウェハ11の電気的な試験を行うことができる。この場合、セラミック基板14の熱変形量が小さいので、セラミック基板14とウェハ11との間隔が一定に保持される。
In this way, by using the large probe card 1, it is possible to perform an electrical test on a
これにより、セラミック基板14上の各金属バンプ15と、ウェハ11上の回路パターン12との電気的な接触状態が安定するので、ウェハ11の電気的な試験を高精度に行うことができる。
Thereby, the electrical contact state between each
また、本発明のプローブカード1の製造方法では、多数の金属バンプ15を一度に形成できるので、コストダウンが可能になる。
Further, in the method for manufacturing the probe card 1 according to the present invention, since a large number of
1 プローブカード
11 ウェハ
12 ウェハの回路パターン
13 セラミック基板の回路パターン
14 セラミック基板
15 金属バンプ
16 金メッキ層
21 導電層
22 レジスト材
23 穴
24 ニッケルメッキ層
30 試験装置
31 ウェハ保持台
32 プローバ保持台
33 金属製ヘッドホルダー
34 ウェイト
35 コネクタ
36 電線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
試験用の回路パターン(13)を有するセラミック基板(14)と、
前記セラミック基板(14)の表面に形成されると共に、前記回路パターン(13)に接続され、前記ウェハ(11)上の前記回路パターン(12)に接触可能な導電性を有する金属バンプ(15)と、を備えたプローブカード。 In the probe card (1) for electrically testing the circuit pattern (12) on the wafer (11),
A ceramic substrate (14) having a circuit pattern (13) for testing;
A conductive metal bump (15) formed on the surface of the ceramic substrate (14), connected to the circuit pattern (13), and capable of contacting the circuit pattern (12) on the wafer (11). And a probe card.
セラミック基板(14)の表面に導電層(21)を設け、
前記銅箔(21)のエッチング処理によって試験用の回路パターン(13)を形成し、
前記セラミック基板(14)の前記回路パターン(13)の表面にレジスト材(22)を設け、
前記レジスト材(22)にエッチング処理によってバンプ用の穴(23)を設け、
前記穴(23)内にメッキ処理によって導電性を有する金属(24)を充填し、
前記金属(24)の周囲の前記レジスト材(22)をエッチング処理によって除去することにより、
前記セラミック基板(14)の前記回路パターン(13)の表面に前記金属のバンプ(15)を形成するプローブカードの製造方法。 In the method of manufacturing the probe card (1) for electrically testing the circuit pattern (12) on the wafer (11),
A conductive layer (21) is provided on the surface of the ceramic substrate (14),
A test circuit pattern (13) is formed by etching the copper foil (21).
A resist material (22) is provided on the surface of the circuit pattern (13) of the ceramic substrate (14),
Bump holes (23) are provided in the resist material (22) by etching,
Filling the hole (23) with conductive metal (24) by plating,
By removing the resist material (22) around the metal (24) by an etching process,
A method for manufacturing a probe card, wherein the metal bumps (15) are formed on the surface of the circuit pattern (13) of the ceramic substrate (14).
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073919A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Tanemasa Asano | Method of manufacturing bump electrode, baking apparatus used therefor, and electronic device |
-
2003
- 2003-12-04 JP JP2003405927A patent/JP2005164480A/en active Pending
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JP2007073919A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Tanemasa Asano | Method of manufacturing bump electrode, baking apparatus used therefor, and electronic device |
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