特許 6193719 コンタクトプローブ

(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】6193719

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】コンタクトプローブ

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20170828BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20170828BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   G01R1/067 C

   G01R1/073 E

   H01L21/66 B

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-218855(P2013-218855)

(22)【出願日】2013年10月22日

(65)【公開番号】特開2015-81805(P2015-81805A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2016年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232405

【氏名又は名称】日本電子材料株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107847

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 聡

(72)【発明者】

【氏名】永田 一志

(72)【発明者】

【氏名】前田 朋之

【審査官】 永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５３９６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０８３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２６９２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０８８８６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０３１１８８６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １／０６７

Ｇ０１Ｒ １／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端部及び第２端部を連結する螺旋状のばね部と、
上記ばね部内に配置され、一端が第１端部に連結され、他端が第２端部の係合孔内に進退自在に配置された芯部とを備え、
上記芯部の長手方向に交差する断面において、上記芯部の断面を内包する円の最小径が、上記係合孔の断面に内包される円の最大径よりも大きく、
上記係合孔の断面は、略矩形からなり、
上記芯部の断面は、上記係合孔の断面の短辺よりも長い対角線を有する多角形からなることを特徴とするコンタクトプローブ。

【請求項2】

第１端部及び第２端部を連結する螺旋状のばね部と、
上記ばね部内に配置され、一端が第１端部に連結され、他端が第２端部の係合孔内に進退自在に配置された芯部とを備え、
上記芯部の長手方向に交差する断面において、上記芯部の断面を内包する円の最小径が、上記係合孔の断面に内包される円の最大径よりも大きく、
上記芯部及び上記係合孔は、相対的に回転させることにより、上記芯部の長手方向に延びる細長い領域において互いに接触することを特徴とするコンタクトプローブ。

【請求項3】

上記芯部及び係合孔の断面は、多角形からなることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトプローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンタクトプローブに係り、さらに詳しくは、螺旋状のばね部により両端部が連結されているコンタクトプローブに関するものである。

【背景技術】

【0002】

プローブカードは、配線基板上に多数のコンタクトプローブを立設して構成され、半導体装置の検査工程において使用される。半導体装置の検査は、プローブカード上のコンタクトプローブを半導体ウエハ上の電極パッドに接触させ、半導体ウエハ上に形成された集積回路を外部と導通させることにより行われる。その際、コンタクトプローブや電極パッドの高さのばらつきを吸収し、コンタクトプローブを電極パッドと確実に導通させるために、コンタクトプローブを電極パッドに押し付ける処理が行われる。この処理をオーバードライブと呼び、押し付ける距離をオーバードライブ量と呼んでいる。

【0003】

近年、半導体装置の高集積化により、半導体チップに形成される電極パッドの狭ピッチ化が進んでいる。これに対応して、プローブカードにも、コンタクトプローブの更なる狭ピッチ化が求められている。このため、配線基板に対し垂直となるように立てて配置される垂直型プローブを改良し、更なる狭ピッチ化を実現する方法が従来から提案されている（例えば、特許文献１，２）。

【0004】

特許文献１には、オーバードライブ時に湾曲し、そのときの針圧によって電気的接触を確保する垂直型プローブが記載されている。このような垂直型プローブを湾曲方向が互いに一致するように配線基板上に配置すれば、コンタクトプローブ間の接触を防止することができる。しかしながら、電極パッド表面の凹凸や異物の存在によって湾曲量が大きく異なる場合には、隣接するコンタクトプローブが接触してしまうという問題があった。

【0005】

また、特許文献２には、螺旋形状のスプリング構造を有する垂直型プローブが記載されている。オーバードライブ時に軸方向に圧縮されるスプリング構造を採用することにより、隣接する垂直プローブとの接触を抑制することができる。また、比較的大きなオーバードライブ量を確保することができるので、コンタクトプローブや電極パッドの高さのばらつきを吸収することができる。

【0006】

しかしながら、このスプリング構造は、円柱形状の芯線上にニッケル合金のめっき層を形成し、当該めっき層を螺旋状にパターニングした後、芯線を引き抜くことによって製作されるものである。このため、スプリング部と、それ以外の部品とを個別に製作し、組み立てる必要があり、製造時のばらつきやコストが問題となる。また、螺旋形状のスプリング構造に電流が流れると誘導起電力が発生し、コンタクトプローブの電気的特性を劣化させるという問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０１８２０３０号明細書

【特許文献2】特開２０１０−２８１６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

スプリング構造を採用したコンタクトプローブにおける電気的特性の劣化を防止しようとすれば、例えば、スプリング内に芯部を配置し、当該芯部に電流が流れるように構成することが考えられる。しかしながら、伸縮自在のスプリング内に芯部を配置したとしても、芯部の両端と、スプリング構造の両端との間で、良好な電気的接触を確保することができないという問題が生じる。さらに、スプリング構造と、芯部を個別に製作し、組み立てる必要があり、製造時のばらつきやコストが問題となる。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、隣接するコンタクトプローブとの接触を抑制し、狭ピッチで配置することができるコンタクトプローブを提供することを目的とする。特に、電気的特性の劣化を抑制しつつ、狭ピッチで配置することができるコンタクトプローブを提供することを目的とする。また、十分なオーバードライブ量を確保しつつ、狭ピッチで配置することができるコンタクトプローブ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】

【0010】

第１の本発明によるコンタクトプローブは、第１端部及び第２端部を連結する螺旋状のばね部と、上記ばね部内に配置され、一端が第１端部に連結され、他端が第２端部の係合孔内に進退自在に配置された芯部とを備え、上記芯部の長手方向に交差する断面において、上記芯部の断面を囲む円の最小径が、上記係合孔の断面に内包される円の最大径よりも大きくなるように構成される。

【0011】

コンタクトプローブに対し軸方向から検査対象物を押し付け、螺旋状のばね部を圧縮すれば、当該ばね部に軸方向を中心とする回転応力が発生し、第１端部及び第２端部が相対的に回転する。芯部は、その一端が第１端部に連結され、他端が第２端部の係合孔内に進退自在に挿入されているため、第１端部及び第２端部が相対的に回転すれば、芯部及び係合孔も相対的に回転する。また、芯部の断面を囲む円の最小径は、係合孔の断面に内包される円の最大径よりも大きいため、芯部及び係合孔が相対的に回転すれば、芯部が係合孔と接触する。つまり、芯部を係合孔内に進退自在に挿入することにより、ばね部を伸縮可能にしてオーバードライブを実現する一方、芯部及び係合孔の断面形状により、ばね部が圧縮されたときの第１端部及び第２端部の間において良好な電気的接触を確保することができる。その結果、螺旋状のばね部を電流が流れることによる電気的特性の劣化を抑制することができる。

【0012】

また、螺旋状のばね部を採用し、その内部に芯部を配置することにより、コンタクトプローブの変形がばね部の伸縮方向に制限され、オーバードライブ時に隣接するコンタクトプローブと接触するのを抑制することができる。従って、配線基板上において、より狭ピッチで配置することが可能になる。

【0013】

なお、検査対象物が押しつけられるのは、コンタクトプローブの第１端部側又は第２端部側のいずれであってもよい。

【0014】

第２の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成に加え、上記係合孔の断面が、略矩形からなり、上記芯部の断面が、上記係合孔の断面の短辺よりも長い対角線を有する多角形からなる。

【0015】

この様な構成を採用することにより、第１端部及び第２端部を相対的に回転させれば、芯部及び係合孔が確実に接触し、オーバードライブ時の第１端部及び第２端部間において良好な電気的接触を確保することができる。

【0016】

第３の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成に加え、上記芯部及び上記係合孔が、相対的に回転させることにより、上記芯部の長手方向に延びる細長い領域において互いに接触するように構成されている。

【0017】

この様な構成を採用することにより、芯部及び係合孔の接触領域を増大させ、オーバードライブ時における第１端部及び第２端部の電気抵抗を低減することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によるコンタクトプローブは、隣接するコンタクトプローブとの接触を抑制し、狭ピッチで配置することができる。特に、本発明によるコンタクトプローブは、螺旋状のばね部を備え、オーバードライブ時には当該ばね部内の芯部を介して電流を流すことができるため、ばね部に電流が流れることによる電気的特性の劣化を抑制することができる。従って、電気的特性の劣化を抑制しつつ、狭ピッチで配置することができる。

【0019】

また、螺旋状のばね部内に芯部を配置することにより、コンタクトプローブの変形をばね部の伸縮方向に制限することができる。このため、ばね部のストローク量を調整し、オーバードライブ量を確保することができる。従って、十分なオーバードライブ量を確保しつつ、狭ピッチで配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態によるプローブカード１００の一構成例を示した図である。

【図2】図１のコンタクトプローブ１の構成例を示した図である。

【図3】図２のコンタクトプローブ１の構成例を示した断面図である。

【図4】図２のコンタクトプローブ１の構成例を示した断面図であり、コンタクトプローブ１をＢ−Ｂ切断線によって切断した場合の切断面が示されている。

【図5】図２のコンタクトプローブ１の動作の一例を模式的に示した説明図である。

【図6】図２のコンタクトプローブ１の製造方法の一例を模式的に示した図であり、基板４０上に金属層４２，４４、下間隙用の犠牲層４５を形成する工程が示されている。

【図7】図２のコンタクトプローブ１の製造方法の一例を模式的に示した図であり、基板４０上に金属層４６，４８、上間隙用の犠牲層４７を形成する工程が示されている。

【図8】コンタクトプローブ１の他の構成例を示した断面図であり、芯部１３が根元部１２の係合孔Ｈとは異なる断面形状を有する場合が示されている。

【図9】コンタクトプローブ１のその他の構成例を示した断面図であり、略Ｌ字形状の断面を有する芯部１３及び係合孔Ｈが示されている。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、本発明の実施の形態によるプローブカード１００の一構成例を示した図である。図中の（ａ）には、プローブカード１００を下側から見た様子が示され、（ｂ）には、水平方向から見た様子が示されている。

【0022】

このプローブカード１００は、垂直針型のプローブカードであり、多数のコンタクトプローブ１が配設されたＳＴ（Space Transformer）基板２と、図示しないプローブ装置に保持され、図示しないテスター装置が接続されるメイン基板３により構成される。

【0023】

メイン基板３は、プローブ装置に着脱可能に取り付けられる配線基板、例えば、円形の形状のＰＣＢ（プリント回路基板）であり、多数の外部端子Ｔが設けられている。外部端子Ｔは、テスター装置との間で信号の入出力を行うための入出力端子であり、メイン基板３の周縁部に配置されている。ＳＴ基板２は、配線ピッチを変換するための配線基板であり、メイン基板３の下面に取り付けられている。

【0024】

コンタクトプローブ１は、検査対象物上の微小電極に接触させるプローブであり、略直線状の形状を有し、ＳＴ基板２上に略垂直に立設される垂直型プローブである。各コンタクトプローブ１は、検査対象とする半導体集積回路の電極パッドに対応づけて整列配置されている。この例では、各コンタクトプローブ１が、８行８列のマトリクス状に配置され、アレイ型のプローブカード１００を構成している。

【0025】

プローブカード１００は、プローブ装置によって水平に保持される。このとき、コンタクトプローブ１は、その長手方向が鉛直方向となるように、プローブカード１００から下方へ延びる。この状態で検査対象物を下方から近づけ、コンタクトプローブ１の下端を検査対象物上に形成された半導体集積回路の電極パッドに接触させれば、当該コンタクトプローブ１を介してテスト信号をテスター装置及び半導体集積回路間で入出力させることができる。

【0026】

図２は、図１のコンタクトプローブ１の構成例を示した図である。図２（ａ）には、図１（ｂ）のコンタクトプローブ１が拡大して示され、図２（ｂ）には、図２（ａ）のコンタクトプローブ１を右側から見た様子が示されている。このコンタクトプローブ１は、針先部１０、ばね部１１、根元部１２及び芯部１３により構成され、軸方向に伸縮可能な螺旋状のばね部１１内に芯部１３が配置されている。なお、本明細書では、コンタクトプローブ１の長手方向を単に「軸方向」と呼ぶことにする。

【0027】

針先部１０は、検査対象物に接触させるコンタクトプローブ１の一方の端部であり、その先端には、検査対象物上の電極パッドに当接させるコンタクトチップＣＴが設けられている。図示したコンタクトチップＣＴは、針先部１０の下端面から突出する板状部材からなり、軸方向の下側に向かって幅が広がるＶ字状の切り込みより、二股形状の突出部が形成されているが、コンタクトチップＣＴの形状は、検査対象物の形状や材質に応じて適宜に決定することができる。

【0028】

根元部１２は、ＳＴ基板２に固定されるコンタクトプローブ１の他方の端部であり、係合孔Ｈが設けられている。係合孔Ｈは、ばね部１１の内部空間と対向する開口を有し、当該開口から軸方向に延びる根元部１２内の空間である。

【0029】

ばね部１１は、軸方向に伸びるコイルばねであり、その中心軸の周りを旋回する螺旋形状からなり、その両端に設けられた針先部１０と根元部１２とを互いに連結している。

【0030】

芯部１３は、ばね部１１の内部空間に配置された細長い形状からなるガイド軸部であり、その下端は、針先部１０に連結され、その上端部は、係合孔Ｈ内に挿入され、進退自在になっている。芯部１３を設けることにより、ばね部１１がオーバードライブ時に屈曲するのを抑制し、針先部１０及び根元部１２間の相対的な移動を軸方向に制限することができる。

【0031】

図３及び図４は、図２のコンタクトプローブ１の断面図である。図３（ａ）には、軸方向と交差するＡ１−Ａ１切断線により、コンタクトプローブ１のばね部１１を切断した場合の切断面が示されている。図３（ｂ）には、軸方向と交差するＡ２−Ａ２切断線により、コンタクトプローブ１の根元部１２を切断した場合の切断面が示されている。また、図４には、軸方向と平行なＢ−Ｂ切断線により、コンタクトプローブ１を切断した場合の切断面が示されている。

【0032】

図３（ａ）に示した通り、ばね部１１を切断して軸方向から平面視すれば、略矩形からなる外形と、略矩形からなる内部空間とを観察することができる。つまり、ばね部１１は、軸方向に傾斜を有するが、平面視すれば矩形枠となる形状からなる。

【0033】

ばね部１１の矩形枠は、水平ビーム部１１Ａ及び傾斜ビーム部１１Ｂを交互に連結することにより構成される。コンタクトプローブ１を鉛直方向に立てた状態において、水平ビーム部１１Ａは、水平方向に延びるのに対し、傾斜ビーム部１１Ｂは、水平方向に対し角度を有している。また、同じ水平ビーム部１１Ａの両端に連結される２つの傾斜ビーム部１１Ｂは、水平方向に対し互いに逆向きの傾斜を有している。このような水平ビーム部１１Ａ及び傾斜ビーム部１１Ｂを交互に連結することにより、螺旋状のばね部１１が形成される（図２及び図４を参照）。

【0034】

針先部１０、ばね部１１、根元部１２及び芯部１３は、後述する通り、犠牲層が形成された犠牲層基板上に金属を堆積させることにより形成される。このとき、ばね部１１及び芯部１３は、コンタクトプローブ１の軸方向が犠牲層基板と略平行となる状態で一体的に形成される。また、ばね部１１を構成する傾斜ビーム部１１Ｂは、その長手方向が犠牲層基板と平行となり、水平ビーム部１１Ａは、その長手方向が犠牲層基板と直交するように形成される。

【0035】

また、矩形枠の頂部において、水平ビーム部１１Ａと傾斜ビーム部１１Ｂとを接合するビーム接合部１１Ｃは、軸方向の厚さｔ_１が、水平ビーム部１１Ａ及び傾斜ビーム部１１Ｂの厚さｔ_２よりも厚くなるように形成されている（図２参照）。ビーム接合部１１Ｃの厚さｔ_１を厚くすることにより、ビーム接合部１１Ｃにおける界面剥がれを生じ難くすることができる。

【0036】

矩形枠の１周を１段とすれば、ばね部１１は、２段以上の巻数を有するように構成される。特に、オーバードライブ時に十分なストローク量を確保し、所望の針圧を得るためには、ばね部１１の巻数を１０段以上にすることが望ましい。例えば、１００μｍ程度のストローク量を確保するには、ばね部１１が１００〜２００段程度の巻数を有するように構成すればよい。

【0037】

図３（ｂ）に示した通り、芯部１３及び係合孔Ｈは、軸方向と直交する切断面により切断したときの断面がともに略矩形からなる。また、係合孔Ｈの矩形断面を構成する短辺の長さＬ１は、芯部１３の矩形断面の対角線の長さＬ２よりも短い。このため、芯部１３及び係合孔Ｈを相対的に回転させると、芯部１３及び係合孔Ｈは互いに干渉する。つまり、芯部１３及び係合孔Ｈは、相対的な回転によって互いに接触し、もはや相対的に回転することができない状態になる。

【0038】

図５は、図２のコンタクトプローブ１の動作の一例を模式的に示した説明図である。図中の（ａ）には、半導体ウエハ５が載置された可動ステージ６を上昇させることにより、電極パッド４にコンタクトプローブ１を接触させる様子が示されている。図中の（ｂ）には、ばね部１１を圧縮することにより生じる回転応力により、芯部１３及び根元部１２が接触している様子が示されている。

【0039】

半導体ウエハ上の集積回路の検査を行う場合、コンタクトプローブ１が電極パッド４に接触しはじめる位置を越えて可動ステージ６を上昇させることにより、コンタクトプローブ１を電極パッド４に押し付けるオーバードライブが行われる。このオーバードライブによって、コンタクトプローブ１の針先部１０の高さや、電極パッド４の高さのばらつきを吸収し、プローブカード１００上の全てのコンタクトプローブ１を電極パッド４と確実に導通させることができる。また、オーバードライブ量を調整することにより、針圧を調整することもできる。

【0040】

螺旋状のばね部１１は、オーバードライブ時に軸方向に圧縮され、軸方向を中心とする回転応力が生じる。ばね部１１の上端は根元部１２に連結され、根元部１２はＳＴ基板２に固定されている。このため、ばね部１１の回転応力によって、ばね部１１の下端に連結された針先部１０が回転する。つまり、オーバードライブ時に、針先部１０及び根元部１２は相対的に回転する。その結果、針先部１０に連結された芯部１３は、針元部１２に形成された係合孔Ｈに対して相対的に回転する。

【0041】

芯部１３及び係合孔Ｈは、相対的回転により互いに干渉する断面形状を有している。このため、オーバードライブ時に、ばね部１１の回転応力を利用して、針先部１０及び根元部１２を接触させることができ、先端部１０及び根元部１２の間で、良好な電気的接触を得ることができる。

【0042】

図中の１３ｃは、芯部１３の断面を包含することができる円のうち、最小径を有するものである。また、図中のＨｃは、係合孔Ｈの断面内に収容することができる円のうち、最大径を有するものである。ある形状を囲む円を外囲円と呼び、ある形状に内包される円を内包円と呼ぶことにすれば、１３ｃは芯部１３の最小外囲円となり、Ｈｃは、係合孔Ｈの最大内包円となる。

【0043】

コンタクトプローブ１を軸方向に交差する切断面で切断したときの同一の切断面上において、芯部１３の最小外囲円１３ｃの直径１３ｄが、係合孔Ｈの最大内包円Ｈｃの直径Ｈｄよりも大きい場合、芯部１３は、係合孔Ｈ内において自由に回転することができない。この場合、オーバードライブ時に、ばね部１１の回転応力により、一定角度を超えて芯部１３及び係合孔Ｈが相対的に回転すれば、芯部１３及び係合孔Ｈは互いに干渉し、一部が接触した状態になる。このような関係は、芯部１３及び係合孔Ｈの断面が、矩形以外の形状である場合であっても成立する。

【0044】

さらに、芯部１３が柱状体であり、係合孔Ｈが柱状空間である場合、相対的な回転による芯部１３及び係合孔Ｈの接触領域は、軸方向に延びる細長い領域となる。このため、点接触の場合に比べて、広い接触面積を確保することができ、さらに良好な電気的接触を得ることができる。なお、芯部１３が全体として柱状体ではなく、あるいは、係合孔Ｈが全体として柱状空間ではない場合であっても、オーバードライブ時に互いに対向する軸方向の一部が、柱状体及び柱状空間からなる場合には、当該一部において軸方向に延びる接触領域が得られ、点接触の場合に比べて、良好な電気的接触を得ることができる。

【0045】

図６及び図７は、図２のコンタクトプローブ１の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用したコンタクトプローブの製作工程が示されている。ＭＥＭＳは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を製作する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を形成する技術である。

【0046】

図６には、犠牲層４１が形成された基板４０上に、金属層４２及び４４と、犠牲層４３及び４５とを形成する工程が示されている。また、図７には、さらに金属層４６及び４８と、上側の間隙を形成するための犠牲層４７とを形成する工程が示されている。

【0047】

犠牲層４１、４３、４５及び４７には、エッチング処理により、コンタクトプローブ１を残し、犠牲層のみを選択的に除去することができる金属、例えば、銅（Ｃｕ）が用いられる。

【0048】

図６の（ａ）には、予め犠牲層４１が形成された基板４０上に、金属層４２を形成する工程が示されている。金属層４２は、針先部１０及び根元部１２の一部と、ばね部１１を構成する下側の傾斜ビーム部１１Ｂとに相当する導電性金属層である。傾斜ビーム１１Ａは、基板４０の上面を平面視した場合に傾斜した形状となるように、基板４０と平行な平面内に形成される。傾斜ビーム部１１Ａを形成する金属層４２には、適度の剛性を有する金属、例えば、ニッケル（Ｎｉ）合金又は白金族の金属を含有する合金が用いられる。

【0049】

まず、犠牲層４１上にフォトレジストなどの絶縁層を形成し、この絶縁層を露光及び現像することによりパターニングし、犠牲層４１の一部を選択的に露出させる。その後、電気めっきなどの周知の方法を用いて、露出した犠牲層４１上に金属を堆積させることにより金属層４２が形成される。残された絶縁層はその後に除去される。

【0050】

図６の（ｂ）には、（ａ）の工程で金属層４２が形成されなかった領域に、犠牲層４３を形成し、表面を研磨して余分な金属を削り取る工程が示されている。犠牲層４３は、基板４０の上面を平坦化するために形成される。基板４０上に電気めっきなどの周知の方法を用いて、銅（Ｃｕ）を堆積させることにより形成される。その後、表面の研磨により、金属層４２上に堆積した犠牲層４３が取り除かれ、金属層４２及び犠牲層４３の高さが均一になる。

【0051】

図６の（ｃ）には、研磨後の基板４０上に金属層４４を形成する工程が示されている。金属層４４は、針先部１０のコンタクトチップＣＴに相当する導電性金属層であり、酸化膜等の絶縁被膜が形成されにくく、耐摩耗性に優れた高硬度の金属、例えば、白金族の金属を含有する合金が用いられる。金属層４４は、金属層４２の場合と同様の方法により形成される。

【0052】

図６の（ｄ）には、金属層４４が形成された基板４０上に、芯部１３の下側に間隙を設けるための犠牲層４５を形成する工程が示されている。犠牲層４５も、金属層４２の場合と同様の方法により形成される。

【0053】

図７の（ａ）には、犠牲層４５が形成された基板４０上に、金属層４６を形成し、表面を研磨して余分な金属を削り取る工程が示されている。金属層４６は、芯部１３に相当する導電性金属層であり、抵抗率が低く、摺動性に優れた金属、例えば、金（Ａｕ）が用いられる。金属層４６は、金属層４２の場合と同様の方法により形成された後、表面が研磨される。

【0054】

図７の（ｂ）には、金属層４６が形成された基板４０上に、犠牲層４７を形成する工程が示されている。犠牲層４７は、芯部１３の両側や上側に間隙を設けるとともに、係合孔Ｈを形成するために形成される。犠牲層４７も、金属層４２の場合と同様の方法により形成される。

【0055】

図７の（ｃ）には、犠牲層４７が形成された基板４０上に、金属層４８を形成する工程が示されている。金属層４８は、ばね部１１を構成する両側の水平ビーム部１１Ａ及び上側の傾斜ビーム部１１Ｂと、針先部１０及び根元部１２の残りの部分とに相当する導電性金属層であり、金属層４２と同様の金属、望ましくは、同一の金属材料が用いられる。また、金属層４２の場合と同様の方法により形成される。

【0056】

芯部１３（金属層４６）を取り囲む犠牲層４５，４７を形成してから金属層４８を積層することにより、両側の水平ビーム部１１Ａと、上側の傾斜ビーム部１１Ｂと、針先部１０及び根元部１２の残りの部分とは、金属層４８を積層させる１回のめっき工程によって形成される。このため、製造工程を簡素化することができる。

【0057】

金属層４８を形成した後、基板４０から犠牲層４１，４３，４５及び４７を除去すれば、針先部１０及び根元部１２がばね部１１によって連結され、一端が針先部１０に固定され、他端が根元部１２の係合孔Ｈ内に進退自在に配置された芯部１３を有するコンタクトプローブ１が完成する。なお、根元部１２の表面を金又は半田で被覆することにより、コンタクトプローブ１をＳＴ基板２などの配線基板に実装する際の取付性を向上させることが望ましい。

【0058】

図８は、コンタクトプローブ１の他の構成例を示した断面図であり、芯部１３が根元部１２の係合孔Ｈとは異なる断面形状を有する場合が示されている。（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合であっても、芯部１３の最小外囲円１３ｃの直径１３ｄは、係合孔Ｈの最大内包円Ｈｃの直径Ｈｄよりも大きくなっている。このため、芯部１３及び係合孔Ｈが相対的に回転すれば、芯部１３及び係合孔Ｈは互いに干渉する。

【0059】

図中の（ａ）には、芯部１３が凹形状の断面を有する場合が示されている。より具体的には、芯部１３の断面が、矩形の長辺の一部に矩形の凹部を形成した略コの字形状である場合の例が示されている。このコンタクトプローブ１の場合、係合孔Ｈの断面が矩形であるのに対し、芯部１３の断面は、その対角線が係合孔Ｈの断面の短辺よりも長い多角形形状からなる。このため、オーバードライブ時に、ばね部１１の回転応力により、一定角度を超えて芯部１３及び係合孔Ｈが相対的に回転すれば、芯部１３と係合孔Ｈとが互いに干渉する。

【0060】

図中の（ｂ）には、芯部１３が凸形状の断面を有する場合が示されている。より具体的には、芯部１３の断面が、矩形の長辺の一部に矩形の突出部を加えた形状である場合の例が示されている。このコンタクトプローブ１の場合、係合孔Ｈの断面は矩形であるのに対し、芯部１３の断面は、その周上の最も離れた２点間の直線距離が係合孔Ｈの断面の短辺よりも長い多角形からなる。このため、オーバードライブ時に、ばね部１１の回転応力により、一定角度を超えて芯部１３及び係合孔Ｈが相対的に回転すれば、芯部１３と係合孔Ｈとが互いに干渉する。

【0061】

図９は、コンタクトプローブ１の更に他の構成例を示した断面図である。芯部１３の最小外囲円１３ｃの直径１３ｄは、係合孔Ｈの最大内包円Ｈｃの直径Ｈｄよりも大きい。このため、芯部１３及び係合孔Ｈが相対的に回転すれば、芯部１３及び係合孔Ｈは互いに干渉する。

【0062】

図中に示された芯部１３と係合孔Ｈとは、いずれも断面が略Ｌ字形状からなり、互いに干渉する大きさからなる。このため、オーバードライブ時に、ばね部１１の回転応力により、一定角度を超えて芯部１３及び係合孔Ｈが相対的に回転すれば、芯部１３と係合孔Ｈとが互いに干渉する。

【0063】

本実施の形態によれば、芯部１３と根元部１２の係合孔Ｈとが互いに干渉する断面形状を有するので、ばね部１１内に配置される芯部１３と芯部１３の上端が進退自在に配置される係合孔Ｈとの間で、良好な電気的接触を得ることができる。特に、針先部１０が検査対象物に押し付けられれば、ばね部１１が圧縮されることから、オーバードライブ時に良好な電気的接触を得ることができる。また、コンタクトプローブ１の変形がばね部１１の伸縮方向に制限されることから、隣接プローブと接触する可能性を低くすることができる。

【0064】

なお、本実施の形態では、芯部１３の下端を先端部１０に連結し、上端を根元部１２の係合孔Ｈ内に進退自在に配置する場合の例について説明したが、本発明は、このような構成のみに限定されない。例えば、芯部１３の上端を根元部１２に連結し、芯部１３の下端を針先部１０に形成した係合孔内に進退自在に配置するように構成することもできる。

【0065】

また、本実施の形態では、係合孔Ｈの断面が略矩形からなる場合の例について説明したが、本発明は係合孔Ｈの断面形状をこれに限定するものではない。例えば、係合孔Ｈの断面は、三角形、五角形などの多角形の形状であっても良い。係合孔Ｈは、芯部１３と根元部１２とを相対的に回転させた際に、芯部１３と干渉する断面形状であれば、オーバードライブ時における接触性を確保することができる。

【0066】

また、本実施の形態では、ＭＥＭＳ技術を利用してコンタクトプローブ１を製作する場合の例について説明したが、本発明はコンタクトプローブ１の製造方法をＭＥＭＳのみに限定するものではない。

【0067】

また、図６では、下間隙用の犠牲層４５を形成する前にコンタクトチップＣＴ（金属層４４）を形成する場合を例示したが、本発明はコンタクトプローブ１の製造方法をこれに限定するものではない。例えば、犠牲層４５の表面を研磨して平坦化するのであれば、犠牲層４５を形成した後、犠牲層４５の表面を研磨してから金属層４４を形成するような構成であっても良い。

【符号の説明】

【0068】

１ コンタクトプローブ
１０ 針先部
１１ ばね部
１１Ａ 水平ビーム部
１１Ｂ 傾斜ビーム部
１２ 根元部
１３ 芯部
１３ｃ 最小外囲円
１３ｄ 最小外囲円の直径
ＣＴ コンタクトチップ
Ｈ 係合孔
Ｈｃ 最大内包円
Ｈｄ 最大内包円の直径
２ ＳＴ基板
３ メイン基板
４ 電極パッド
５ 半導体ウエハ
６ 可動ステージ
１００ プローブカード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】