(57)【要約】【課題】インピーダンス整合機能を有しかつ狭ピッチ配列を可能とするプローブ、このプローブを用いたプローブ組立体及びプローブカードを提供する。【解決手段】プローブは、棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた帯状の金属層とを含む。【選択図】図２
2014112046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地用プローブ、電源用プローブ及び電気信号用プローブを含む多数のプローブと、互いに間隔をおいて平行に配置されそれぞれに各プローブの貫通を許す挿通孔が設けられた一対の保持板を有するプローブ支持体とを含むプローブ組立体であって、
前記一対のプローブ保持板の互いに対向する面の少なくとも一方の面上には、前記挿通孔の開口縁部の近傍を取り巻いて接地層が形成されており、
前記電源用プローブ及び電気信号用プローブは、棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた帯状の金属層とを含み、
前記接地用プローブは、棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の金属層を有し、
各プローブは、その帯状の前記金属層の一方の端縁が前記接地層に当接すべく、それらの前記本体の両端部の先端が対応する前記保持板の前記挿通孔から突出して前記支持体に組み込まれているプローブ組立体。
【請求項２】
前記電源用プローブの前記誘電体層の厚さ寸法は前記電気信号用プローブの前記誘電体層の厚さ寸法よりも小さい、請求項１に記載のプローブ組立体。
【請求項３】
前記一対の保持板の各挿通孔は等間隔で配置され、対応する前記挿通孔を貫通して配置された各プローブには、同一形状及び同一姿勢の曲げ部が導入されている、請求項２に記載のプローブ組立体。
【請求項４】
前記一対のプローブ保持板の互いに対向する面の他方の面上には、前記挿通孔の開口縁部の近傍を取り巻いて接地層が形成されている、請求項１に記載のプローブ組立体。
【請求項５】
前記一対の保持板の両接地層は、バイパス路を経て相互に接続されている、請求項４に記載のプローブ組立体。
【請求項６】
各プローブには、前記プローブ支持体への組み込み前の自由状態で前記曲げ部が導入されている、請求項３に記載のプローブ組立体。
【請求項７】
配線回路が設けられた配線基板と、請求項１に記載のプローブ組立体とを含むプローブカードであって、
前記プローブ組立体の前記プローブ支持体は、該プローブ支持体により保持される各プローブの一端を前記配線基板の前記配線回路の対応する各配線路に接続すべく各プローブを前記配線基板に位置決める、プローブカード。
【請求項８】
棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた帯状の金属層とを含むプローブ。
【請求項９】
前記中央部の周面が前記誘電体層に接触する面積は、前記周面が前記誘電体層に接触しない面積よりも小さい、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１０】
前記誘電体層は単一の帯状の誘電体層であり、前記金属層は前記単一の帯状の誘電体に重なって伸長する単一の金属層である、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記プローブは、少なくとも前記中央部が一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形の横断面形状を有し、各辺のうちの一つの辺を含む前記中央部の周面部分を覆って前記誘電体層及び金属層が積層されている、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１２】
前記誘電体層及び金属層が積層して形成される前記周面部分は、各辺のうちの一つの前記長辺を含む周面部分である、請求項１１に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記プローブはＭＥＭＳ法を用いて形成される、請求項１１に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記本体及び誘電体層には、該金属層及び前記本体の撓み変形を容易とする手段が設けられている、請求項１３に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記撓み変形を容易とする手段は、前記金属層の前記誘電体層に向き合う面と反対側の面で前記金属層の長手方向と直角な幅方向に伸びる多数の溝及び前記本体の中央部の前記誘電体に向き合う面と反対側の周面部分で前記本体の長手方向と直角な幅方向に伸びる多数の溝からなる、請求項１４に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス整合機能を有し、狭ピッチ配列に対応し得るプローブ、このプローブを用いたプローブ組立体及びプローブカードに関し、特に垂直動作型プローブカードに好適なプローブ、プローブ組立体及びプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハに作り込まれた多数の集積回路は、一般的に半導体ウエハから切断、分離されるに先立ち、仕様書通りの性能を有するか否かの電気的試験を受ける。そのような電気的検査に用いられる試験装置のプローブカードに、特許文献１に開示されているような垂直動作型プローブカードがある。
【０００３】
垂直動作型プローブカードは、被検査体である集積回路の電極パッドに当接可能な多数のニードルタイプのプローブを備える。各プローブは、それらの先端が対応する前記電極パッドに当接して押圧されたときに各プローブの中央部が弾性変形可能なように、プローブ支持体に保持されている。試験装置に設けられたテスタからの電気信号は、ある１つのプローブを経て、該プローブが接続された前記電極パッドから前記集積回路に供給される。また、その応答信号が前記集積回路の他の電極に接続された他の１つのプローブを経て前記テスタに供給される。この電気信号の交信により、電気試験の少なくとも一部が遂行される。
【０００４】
ところで、このような電気信号の交信では、一般的に高周波信号が用いられている。このような高周波信号を前記試験装置と被検査体との間で効率的にやり取りするためには、前記プローブのインピーダンス整合が不可欠となる。
【０００５】
インピーダンス整合には、一般的に、内部導体と、該内部導体を取り巻く筒状の誘電体と、該誘電体を取り巻く筒状の外部導体と、該外部導体を覆う被覆層とを備える、いわゆる同軸ケーブル構造が採用される。
【０００６】
しかしながら、集積回路の電気試験に用いられる垂直動作式プローブカードのプローブに従来の前記した同軸ケーブル構造を適用すると、被覆層の外径が各プローブの外径となり、各プローブの外径が著しく増大する。そのため、同軸ケーブル構造では、集積回路の電極ピッチに対応したプローブの狭ピッチ配列が困難となる。また、各プローブの外径寸法の低減のために、被覆層を除去することが考えられる。しかしながら、その場合であっても、各内部導体を取り巻く筒状の誘電体及び該誘電体を取り巻く筒状の外部導体を有する同心構造では、各プローブ間の物理的干渉を防止して狭ピッチ配列に対応することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平７−２９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、同軸ケーブル構造を採用することなく、インピーダンス整合機能を有しかつ狭ピッチ配列を可能とするプローブ、このプローブを用いたプローブ組立体及びプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るプローブは、棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた帯状の金属層とを含む。
【００１０】
本発明に係る前記プローブは、該プローブにインピーダンス整合機能を付与する前記帯状の誘電体層及び該誘電体層上の金属層は、いずれも本体の周方向に非連続である。そのため、プローブの本体と、該本体を取り巻いて前記本体の周方向に連続して形成される筒状の誘電体層及び該誘電体層を同軸的に取り巻く筒状の金属層からなる同軸ケーブル構造のプローブに比較して、プローブの外径をより小さくすることができる。しかも、例えば前記誘電体層の厚さ寸法をインピーダンス整合を得るに適切な値に設定することができる。したがって、本発明に係る前記プローブは、一種のマイクロスプリットラインとして機能することから、インピーダンス整合機能を有し、また狭ピッチ配列に有利であることから、従来のインピーダンス整合機能を有するプローブの配列ピッチよりも小さな配列ピッチでの配置が可能となる。
【００１１】
本発明に係る前記プローブでは、前記中央部の周面が前記誘電体層に接触する面積は、前記周面が前記誘電体層に接触しない面積よりも小さく設定することができる。
【００１２】
前記誘電体層を単一の帯状の誘電体層で構成し、前記金属層を前記単一の帯状の誘電体に重なって伸長する単一の金属層で構成することが望ましい。
【００１３】
前記プローブは、少なくとも前記中央部が一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形の横断面形状を有することができる。この場合、各辺のうちの一つの辺を含む前記中央部の周面部分を覆って前記誘電体層及び金属層を積層することが望ましい。必要なインピーダンスを得るために、互いに隣接する各辺を含む前記中央部分の２つの周面部分を覆って前記誘電体層及び金属層を積層することができる。
【００１４】
前記誘電体層及び金属層が積層して形成される前記周面部分は、各辺のうちの一つの前記長辺を含む周面部分とすることができる。これにより、各辺のうちの一つの前記短辺を含む周面部分に前記誘電体層及び金属層を積層する場合に比較して、前記本体、前記誘電体層及び前記金属層間の相互の接合面積を大きく設定することができるので、機械的強度を高める上で有利である。
【００１５】
前記中央部が矩形の横断面形状を有する前記プローブは、ＭＥＭＳ法を用いて形成することができる。
【００１６】
前記本体及び誘電体層には、該金属層及び前記本体の撓み変形を容易とする手段を設けることができる。
【００１７】
前記撓み変形を容易とする手段は、前記金属層の前記誘電体層に向き合う面と反対側の面で前記金属層の長手方向と直角な幅方向に伸びる多数の溝及び前記本体の中央部の前記誘電体に向き合う面と反対側の周面部分で前記本体の長手方向と直角な幅方向に伸びる多数の溝で構成することができる。前記した溝の形成により、前記溝が形成された両面の一方の面を伸長面とし、また他方の面を収縮面とする前記プローブの弾性を伴う適正な曲がり変形が容易になる。
【００１８】
前記した溝に代えて、前記金属層及び前記本体の中央部のそれぞれを幅方向に横切る肉薄部で前記撓み変形を容易とする手段を構成することができる。
【００１９】
本発明に係るプローブ組立体は、接地用プローブ、電源用プローブ及び電気信号用プローブを含む多数のプローブと、互いに間隔をおいて平行に配置されそれぞれに各プローブの貫通を許す挿通孔が設けられた一対の保持板を有するプローブ支持体とを含む。
【００２０】
前記一対のプローブ保持板の互いに対向する面の少なくとも一方の面上には、前記挿通孔の開口縁部の近傍を取り巻いて接地層が形成されており、前記電源用プローブ及び電気信号用プローブは、それぞれ、棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた帯状の金属層とを含む。
【００２１】
前記接地用プローブは、棒状の金属材料から成る本体と、該本体の両端部を除く中央部の周面に設けられ、前記本体の長手方向に伸びる少なくとも一つの帯状の金属層を有する。
【００２２】
各プローブは、その帯状の前記金属層の一方の端縁が前記接地層に当接すべく、各プローブの前記本体の両端部の先端が対応する前記保持板の前記挿通孔から突出するように前記支持体に組み込むことができる。
【００２３】
前記一対のプローブ保持板の互いに対向する面の他方の面上にも、前記挿通孔の開口縁部の近傍を取り巻いて接地層を形成することができる。前記一対の保持板の両接地層は、バイパス路を経て相互に接続することができる。
【００２４】
前記電源用プローブの前記誘電体層の厚さ寸法は、前記電気信号用プローブの前記誘電体層の厚さ寸法よりも小さくすることができる。これにより前記電源用プローブによる電力供給を効率的に行うことができる。
【００２５】
前記一対の保持板の各挿通孔を等間隔で配置し、対応する前記挿通孔を貫通して配置された各プローブには、同一形状及び同一姿勢の曲げ部を導入することができる。各プローブに同一形状及び同一姿勢の曲げ部を導入することにより、各プローブにその両端間で圧縮力が作用し、その圧縮力の増大によって前記曲げ部の変形が増大しても、隣合うプローブ間での短絡を確実に防止することができる。
【００２６】
前記一対の保持板は、各保持板に設けられた前記挿通孔が互いに整合する位置から一方向へずれた位置で相互に結合することができる。この場合、各プローブは、一対の保持板の相互にずれた前記挿通孔を貫通して配置される。
【００２７】
各プローブは自由状態で直線状に形成することができる。この直線状の各プローブを前記プローブ支持体に組み付けるために、前記一対の保持板は互いに対応する前記挿通孔が整合する位置に保持される。この状態で、前記直線状の各プローブが対応する前記挿通孔に挿通される。各プローブが前記挿通孔に通された状態で、前記一対の保持板が該保持板の平面上で相対的なずれを与えられる。このずれた状態で前記一対の保持板が相互に結合される。前記した組立手順により、各プローブに前記曲げ部を導入することができる。
【００２８】
これに代えて、前記プローブ支持体への組み込み前の各プローブの自由状態で、該プローブに前記曲げ部を予め導入することができる。
【００２９】
本発明に係るプローブカードは、配線回路が設けられた配線基板と、本発明に係る前記プローブ組立体とを含む。前記プローブ組立体の前記プローブ支持体は、該プローブ支持体により保持される各プローブの一端を前記配線基板の前記配線回路の対応する各配線路に接続すべく各プローブを前記配線基板に位置決める。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るプローブ、プローブ組立体及びプローブカードによれば、前記したように、帯状の誘電体層及び該誘電体層上の金属層がいずれも本体の周方向に非連続であることから、インピーダンス整合のための前記誘電体層及び金属層を有するにもかかわらず、複数のプローブの狭ピッチ配列が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るプローブカードを概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示されたプローブカードに組み込まれたプローブ組立体を拡大して示す断面図である。
【図３】図２に示されたプローブの斜視図である。
【図４】図３に示したプローブの正面図である。
【図５】図３に示したプローブの平面図である。
【図６】図２に示したプローブの製造工程を示し、６（ａ）〜６（ｊ）は各工程図である。
【図７】図２に示されたプローブ組立体の組立工程（その１）を示す断面図である。
【図８】図２に示されたプローブ組立体の組立工程（その２）を示す断面図である。
【図９】本発明に係るプローブの他の製造方法に使用されるパターンマスクの一例を示し、９（ａ）はプローブ本体及び帯状の金属層のためのパターンマスクの平面図であり、９（ｂ）は誘電体層のためのパターンマスクの平面図である。
【図１０】図９に示したパターンマスクを用いて形成されたフォトマスクを用いて金属材料及び誘電体材料を堆積して形成された本発明のプローブの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に係る垂直動作式のプローブカードが図１に全体に符号１０で示されている。このプローブカード１０は、例えば、昇降可能なチャック１２の上方に図示しないフレームで保持される。図示の例では、被検査体はチャック１２上に保持された半導体ウエハ１４であり、半導体ウエハ１４には多数の集積回路が集合的に組み込まれている。半導体ウエハ１４は、前記集積回路の電気的検査のために、該半導体ウエハに設けられた前記集積回路の多数の電極パッド１４ａを上方に向けてチャック１２上に保持されている。
【００３３】
プローブカード１０は、図１に示されているように、例えば環状のリジッド配線基板１６と、該リジッド配線基板の中央穴１６ａ内に配置された矩形の平面形状を有する支持板１８と、該支持板に中央部が支持される可撓性のプローブ基板２０と、該プローブ基板に一端を当接して配置される多数のプローブ２２と、これら多数のプローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）をプローブ基板２０に当接する所定位置に保持するためのプローブ支持体２４とを含む。
【００３４】
リジッド配線基板１６の上面には、該リジッド配線基板を補強するための従来よく知られた補強板２６（図２参照）がリジッド配線基板１６の中央穴１６ａを覆って配置されている。補強板２６は、リジッド配線基板１６の下面から該リジッド配線基板を挿通し、リジッド配線基板１６に螺合するボルト部材２８でリジッド配線基板１６と一体に結合されている。また、支持板１８は、中央穴１６ａ内で補強板２６の下面に配置されており、補強板２６の上面から該補強板を挿通し、支持板１８に螺合するボルト部材３０により、補強板２６に一体的に結合されている。
【００３５】
リジッド配線基板１６には、図示しない複数の配線路が設けられ、リジッド配線基板１６の下面の外縁部には、各配線路に接続された接続部１６ｂが設けられている。これら接続部１６ｂは、前記配線路を経て前記集積回路の試験のための図示しないテスタに接続される。
【００３６】
可撓性のプローブ基板２０は、導電路が設けられた従来よく知られたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）から成り、該配線基板の矩形の中央部の下面には、各導電路に接続された多数の接合パッド（図示せず）が設けられている。これら接合パッドは、半導体ウエハ１４の電極パッド１４ａの配列に対応してプローブ基板２０の前記中央部の下面に整列して配置されている。
【００３７】
プローブ基板２０の前記中央部の各辺から外方に延在する各延長部の外縁部は、該外縁部を貫通して先端がリジッド配線基板１６に螺合するボルト部材３２の締め付け力を受けるリング部材３４によって、リジッド配線基板１６に結合されている。
【００３８】
ボルト部材３２の締め付け力を受けるプローブ基板２０の前記外縁部には、リジッド配線基板１６の接続部１６ｂに対向する接続部（図示せず）が設けられている。プローブ基板２０の各接続部は、前記導電路を経てプローブ基板２０の中央部の対応する前記接合パッドに接続されている。したがって、前記したボルト部材３２の締め付けによって、リジッド配線基板１６の前記配線路と該配線路に対応するプローブ基板２０の前記導電路が確実に接続されることから、プローブ基板２０の各接合パッドは、前記導電路及び配線路を経て前記テスタに接続される。図示の例では、ボルト部材３２の締め付けによるリジッド配線基板１６の損傷を防止すべく、該リジッド配線基板とリング部材３４との間には弾性を有する緩衝部材３６が挿入されている。
【００３９】
各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）を支持するプローブ支持体２４は、図１及び２に示すように、プローブ支持体２４及びプローブ基板２０を貫通して先端が支持板１８のねじ穴１８ａに螺合するボルト部材３８により、支持板１８に取り外し可能に結合されている。
【００４０】
プローブ支持体２４は、図２に明確に示されているように、例えばセラミック板のような電気絶縁材料から成る硬質の一対の板４２ａ、４２ｂと、両板４２ａ、４２ｂを互いに所定の間隔をおいて平行に保持するための矩形平面形状を有する環状のスペーサ４４とを備える。各板４２ａ、４２ｂは、ボルト部材４６ａ、４６ｂを介してスペーサ４４に結合されている。
【００４１】
各板４２ａ、４２ｂには、図２に示すように、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の挿通を許す挿通孔すなわちプローブガイド穴４８ａ、４８ｂがそれぞれ形成されている。プローブ基板２０（図１参照）に近接する第１の板４２ａに設けられたプローブガイド穴４８ａは、プローブ基板２０の前記接合パッドに対応して、第１の板４２ａの板厚方向へ貫通して形成されている。また、第２の板４２ｂには、プローブガイド穴４２ｂが、半導体ウエハ１４の電極パッド１４ａに対応して、第２の板３８の板厚方向へ貫通する。プローブガイド穴４８ａ、４８は、同一形状及び同一配列ピッチで各板４２ａ及び４２ｂに形成されている。
【００４２】
各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）は、後述するように、図示の例では矩形の横断面形状を有する本体５０を備える。各プローブガイド穴４８ａ、４８ｂは、各プローブ２２の軸線方向の摺動を許すように各プローブ２２の本体５０の両端部を受け入れるべく、矩形の平面形状を有する。また、各板４８ａ、４８ｂの互いに対向する面には、例えば銅、ニッケル及び金の合金からなる接地層すなわちGND層５２ａ及び５２ｂが、各プローブガイド穴４８ａ、４８ｂを除き、その周辺部を一体的に覆って形成されている。図示の例では、両GND層５２ａ及び５２ｂは、該GND層と同一金属材料から成るバイパス路５２ｃにより相互に接続されているが、バイパス路５２ｃを不要とすることができる。
【００４３】
プローブ２２は、図２に示されているように、信号用プローブ２２ａ、電力用プローブ２２ｂ及び接地用プローブ２２ｃを含む。先ず、図３〜図５に沿って信号用プローブ２２ａについて説明する。
【００４４】
信号用プローブ２２ａは、図３〜図５に示すように、例えばニッケル、ニッケル・ボロンやニッケル・リンのようなニッケル合金あるいはタングステンのような金属棒からなる本体５０と、該本体の周面に設けられた例えばポリイミドからなる誘電体層５４と、該誘電体層上に設けられ、例えば銅、金又は銀のような金属材料から成る金属層５６とを含む。
【００４５】
本体５０は、前記したように、例えば矩形横断面形状を有する中央部５０ａを備え、該中央部に連なる両端部は、例えば角錐の先細りの一対の先端５０ｂに帰する。中央部５０ａの矩形横断面形状は、図３に示されているように、一対の長辺５８ａと一対の短辺５８ｂとを有する。これにより本体５０の厚さ寸法ｔは、例えば１０μｍに設定され、また本体５０の幅寸法Ｗは例えば２５μｍに設定されている。中央部５２ａの周面のうち、一対の長辺５８ａのうちの一方を含む周面部分６０に誘電体層５４が設けられている。誘電体層５４は、中央部５０ａ上を本体５０の長手方向に沿って帯状に伸び、誘電体層５４の長手方向の両端は本体５０の前記両端部に達することはなく、両端部から間隔をおく。
【００４６】
誘電体層５４は、例えば１２．５μｍの厚さ寸法ｈに形成されている。誘電体層５４の厚さ寸法ｈは、プローブ２２ａが所定のインピーダンス特性を示すように、適宜調整されている。この誘電体層５４上には、帯状の金属層５６が積層されている。
【００４７】
図２に示す電力用プローブ２２ｂ及び接地用プローブ２２ｃは、図３〜図５に示した信号用プローブ２２ａにおけると同様な本体５０を備える。電力用プローブ２２ｂは、基本的には、信号用プローブ２２ａにおけると同様に、本体５０上に誘電体層５４を介して金属層５６が堆積されている。しかしながら、電力用プローブ２２ｂでは、信号用プローブ２２ａに比較して、より低いインピーダンスの実現のために、誘電体層５４の厚さ寸法ｈが信号用プローブ２２ａのそれよりも小さく設定されている。また、接地用プローブ２２ｃは、本体５０上に金属層５６が直接に形成されている。接地用プローブ２２ｃでは、図示しないが、本体５０と金属層５６との間に、金属層５６に埋設される誘電体層５４を形成しても良いが、この場合、誘電体層５４は実質的に機能することはない。
【００４８】
各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）は、図２に示されているように、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の前記両端部がプローブ支持体２４の各板４２ａ、４２ｂの対応するプローブガイド穴４８ａ、４８ｂから突出するように、プローブ支持体２４に組み込まれる。このとき、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の金属層５６は、その両端が対応するGND層５２ａ及び５２ｂに当接する。
【００４９】
各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）は、プローブ支持体２４への組み込みにより、従来よく知られているように、それぞれの中央部５０ａに、同一形状及び同一姿勢で整列する曲げ部が導入される。各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の金属層５６は、機械的にはプローブ支持体２４のGND層５２ａ及び５２ｂに当接することにより、各プローブ２２の先端が各板４２ａ、４２ｂからの過剰に突出することを防止するストッパとして機能し、電気的にはGND層５２ａ及び５２ｂに接続され、接地層として機構する。図示の例では、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）は、第１の板４２ａからの突出量よりも第２の板４２ｂからの突出量が大きくなるように設定されている。
【００５０】
プローブ支持体２４の第１の板４２ａから突出する各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の一方の先端は、前記したように、プローブ基板２０の対応する前記接合パッドに当接し、該接合パッドに電気的に接続される。また、プローブ支持体２４の第２の板４２ｂから突出する各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の他方の先端は、チャック１２上の半導体ウエハ１４の対応する電極パッド１４ａに当接される。このとき、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）はその曲げ部の適正な弾性により、対応する前記接続パッド及び電極パッド１４ａに適正な押圧力で電気的に接続されることから、被検査体である半導体ウエハ１４と前記テスタとが確実に接続される。
【００５１】
このとき、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の金属層５６は、前記したように、プローブ支持体２４のGND層５２ａ及び５２ｂに当接して接地層として機能する。また、信号用プローブ２２ａは、その誘電体層５４の厚さ寸法ｔの設定により、高周波信号の交信が適切に行われる適正インピーダンスに設定されている。したがって、前記テスタと前記被検査体との間での信号用プローブ２２ａを経る高周波信号の低損失状態での交信が可能となる。さらに電力用プローブ２２ｂは低インピーダンス状態に保持されることから、前記被検査体に効率的に電力を供給することができる。
【００５２】
本発明に係るプローブカード１０では、前記したように、信号用プローブ２２ａは、誘電体層５４及び金属層５６が本体５０を連続的に取り巻くことはなく、ストリップライン構造を呈する。また電力用プローブ２２ｂ及び接地用プローブ２２ｃにおいても、それらの誘電体層５４及び金属層５６が本体５０を連続的に取り巻くことはない。したがって、各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）は、同軸ケーブル構造のプローブに比較してプローブ間の物理的干渉を招くことなく、プローブ支持体２４への狭ピッチでの配置が可能となる。
【００５３】
図示の例では、プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）の本体５０の一方の周面部分６０に誘電体層５４及び金属層５６を設けたが、これに加えて、本体５０の周面部分６０の反対側にある他方の周面部分あるいは周面部分６０に隣合う短辺５８ｂを含む周面部分も誘電体層５４及び金属層５６を設けることができる。
いずれも場合も、誘電体層５４及び金属層５６が本体５０を連続的に取り巻くことはないので、プローブ支持体２４への狭ピッチでの配置が可能となる。
【００５４】
しかしながら、図示のとおり、誘電体層５４及び金属層５６を中央部５０ａの周方向に連続させることなく、周面部分６０にのみ設ける例は、中央部５０ａの周面が誘電体層５４に接触する面積を前記周面が誘電体層５４に接触しない面積よりも小さくする、すなわち中央部５０ａの誘電体層５４で覆われた面積が誘電体層５４から露出する面積よりも小さくなるようにすることができ、したがって、より狭ピッチ配置を可能とする上で、有利である。また、前記短辺５８ｂを含む周面部分に誘電体層５４及び金属層５６を積層する場合に比較して、長辺５８ａを含む周面部分６０に誘電体層５４及び金属層５６を積層することにより、本体５０、誘電体層５４及び金属層５６間の相互の接合面積を大きく設定することができるので、プローブ２２ａ、２２ｂの機械的強度を高める上で有利である。
【００５５】
次に、ＭＥＭＳ法を用いてプローブ２２ａ、２２ｂを製造する方法を図６に沿って説明し、その後プローブ支持体２４及びプローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）を含むプローブ組立体の組み立て方法を図７及び８に沿って説明する。
【００５６】
プローブ２２の製造のために例えばステンレス板（SUS板）が基板６２として準備され、該基板上に感光性レジスト材料の塗布によってレジスト層６４が形成される（図６（ａ））。レジスト層６４は図５に示す本体５０の平面形状部分が選択露光を受けた後、現像処理を受けることにより、レジスト層６４には本体５０の平面形状の開口面積を有する凹所６６が形成される（図６（ｂ））。この凹所６６には、例えば電解あるいは無電解メッキ法によって本体５０のための金属材料が堆積され、その表面が研磨加工によって平坦処理を受け、直線状の本体５０が形成される（図６（ｃ））。
【００５７】
本体５０の前記平坦面を覆うように、レジスト層６４上に感光性レジスト材料が塗布され、第２のレジスト層６８が形成される（（図６（ｄ））。第２のレジスト層６８は誘電体層５４の平面形状部分が選択露光を受け、その後現像処理を受ける。これにより、第２のレジスト層６８には、誘電体層５４の平面形状の開口面積を有しかつ本体５０上に開口する凹所７０が形成される（（図６（ｅ））。凹所７０内にはポリイミド樹脂材料が充填され、硬化後に研磨加工によって平坦処理を受けて誘電体層５４が形成される（（図６（ｆ））。このポリイミド樹脂材料の平坦処理時に誘電体層５４の調整、設定がなされる。すなわちプローブ２２が信号用プローブ２２ａである場合、誘電体層５４の厚さ寸法ｔは、電力用プローブ２２ｂのそれよりも大きく設定される。
【００５８】
誘電体層５４を覆うように、第２のレジスト層６８上に感光性レジスト材料が塗布され、第３のレジスト層７２が形成される（（図６（ｇ））。第３のレジスト層７２は金属層５６の平面形状部分が選択露光を受け、その後現像処理を受ける。これにより、第３のレジスト層７２には、誘電体層５４の平面形状に一致して誘電体層５４上に開口する凹所７４が形成される（（図６（ｈ））。この凹所７４内には、前記したと同様なメッキ法により、金属層５６のための金属材料が堆積され、堆積された金属材料の表面が平面加工を受ける（（図６（ｉ））。  
【００５９】
その後、第１〜第３のレジスト層６４、６８及び７２がエッチ処理により除去され、前記堆積材料が一体的に基板６２から剥離される。これにより直線状のプローブ２２ａ又は２２ｂが完成する。直線状の接地用プローブ２２ｃの製造工程は、誘電体層５４のための各工程（（図６（ｄ）〜（（図６（ｆ））が不要となる。
【００６０】
直線状の各プローブ２２（２２ａ〜２２ｃ）のプローブ支持体２４への組み付けのために、図７に示すように、プローブ支持体２４の一対の板４２ａ、４２ｂの対応する各プローブガイド穴４８ａ、４８ｂが直線上に整列するように平行に保持される。この保持状態では、各板４２ａ、４２ｂがスペーサ４４により規定される距離よりも大きい間隔をおいて保持される。この保持状態で各プローブ２２の一端が対応するプローブガイド穴４８ａ又は４８ｂを挿通されると、続いて各プローブ２２の他端が対応するプローブガイド穴４８ｂ又は４８ａを挿通されるように、一対の板４２ａ、４２ｂがスペーサ４４により規定される所定の間隔へ向けて相近づけられる。
【００６１】
一対の板４２ａ、４２ｂがスペーサ４４により規定される所定の間隔に相対的に移動されることにより、各プローブ２２の金属層５６は対応するGND層５２ａ及び５２ｂに当接する。
【００６２】
一対の板４２ａ、４２ｂは、各プローブ２２の金属層５６が対応するGND層５２ａ及び５２ｂに当接した状態で、図８に示すように矢印７６で示されるように、第１の板４２ａが第２の板４２ｂと平行に一方向へずれを与えられる。この各板４２ａ、４２ｂの相互のずれにより、各プローブ２２には前記した同一形状及び同一姿勢の曲げ部が導入される。
【００６３】
各板４２ａ、４２ｂは、各プローブ２２に前記した曲げ部が導入された状態で、図２に沿って説明したとおり、スペーサ４４に螺合するボルト部材４６ａ、４６ｂの締め付けによって一体的に結合される。この各板４２ａ、４２ｂの一体的な結合によってプローブ組立体の組み立てが完了する。このプローブ組立体は、図１に沿って説明したように、プローブ基板２０を貫通し支持板１８のねじ穴１８ａに螺合するボルト部材３８の締め付けにより、プローブカード１０の主要素としてプローブ基板２０に組み付けられる。
【００６４】
前記したところでは、自由状態で直線状を保持するプローブ２２を用い、該プローブをプローブ支持体２４に組み付けることによりプローブ２２に曲げ部を導入する例について説明した。これに代えて、予め曲げ部が形成されたプローブを用いることができる。
【００６５】
以下、図９及び図１０に沿って本発明の他の具体例に係る信号用プローブ１２２ａ及びその製造方法について説明する。
【００６６】
図９（ａ）には、信号用プローブ１２２ａの製造に適用されるＭＥＭＳ法で用いる第１のパターンマスク８０の平面図が模式的に示されている。このパターンマスク８０には、信号用プローブ１２２ａの本体（６０）の側面形状を有する透光部８０ａ及び該側面形状に沿って誘電体層（５４）の厚さ寸法の間隔をおいて形成される金属層（５６）のための側面形状を有する透光部８０ｂが形成されている。
【００６７】
本体（６０）の側面形状を有する透光部８０ａは、一対の直線部８２ａ間でほぼ緩やかなＳ字状を描く曲線部８２ｂが形成されている。また曲線部８２ｂの一対の縁のうち、金属層（５６）のための側面形状を有する透光部８０ｂから隔たった位置にある縁には、図示の例では連続する三角溝８４が形成されている。また、透光部８０ｂは、金属層（５６）の厚さ寸法ｔに一致する一様な幅寸法を有しかつ透光部８０ａに沿ったほぼＳ字状の曲線部から成り、その一対の縁のうち、透光部８０ａから隔たった位置にある縁には三角溝８４と同様な三角溝８６が形成されている。
【００６８】
また、図９（ｂ）には第１のパターンマスク８０との整合位置で使用される第２のパターンマスク８８の平面図が模式的に示されている。第２のパターンマスク８８には、信号用プローブ１２２ａの本体（５０）と金属層（５６）との間に充填される誘電体層（５４）のための側面形状を有し誘電体層（５４）の厚さ寸法に等しい幅寸法を有する透光部８８ａが形成されている。
【００６９】
図１０に示す基板６２上に図示しない感光性レジストが塗布されると、該感光性レジストがパターンマスク８０を用いて選択露光及び現像を受けると、この感光性レジスト層には、透光部８０ａ及び透光部８０ｂに対応した凹所が形成される。透光部８０ａ及び透光部８０ｂに対応した前記凹所に本体（５０）及び金属層（５６）のための同一金属材料が堆積されると、前記感光性レジストが除去され、これにより基板６２上には信号用プローブ１２２ａのための本体５０及び金属層５６が形成される。
【００７０】
その後、本体５０及び金属層５６を覆うように図示しないが新たな感光性レジストが塗布されると、該感光性レジストは第２のパターンマスク８８を用いて選択露光及び現像処理を受ける。これにより、第２のパターンマスク８８で選択露光を受けた前記感光性レジストには、本体５０及び金属層５６間に開放する凹所が形成され、該凹所に誘電体材料が堆積されることにより、本体５０及び金属層５６を結合する誘電体層５４が形成される。
【００７１】
誘電体層５４の形成後、第２のパターンマスク８８を用いて選択露光を受けた前記感光性レジストが除去され、本体５０、誘電体層５４及び金属層５６が一体的に、基板６２から剥離される。これにより信号用プローブ１２２ａが形成される。
【００７２】
信号用プローブ１２２ａでは、金属層５６の誘電体層５４に向き合う面と反対側の面である外側面に、透光部８０ｂの三角溝８６に対応して金属層５６の長手方向と直角な幅方向に互いに平行に伸びる多数の溝９２が形成される。また本体５０の中央部の誘電体層５４に向き合う面と反対側の面である外側面（周面部分）に、透光部８０ａの三角溝８４に対応して本体５０の長手方向と直角な幅方向に互いに平行に伸びる多数の溝９０が形成される。これら両溝９０及び９２は、信号用プローブ１２２ａの撓み変形を容易にする。
【００７３】
このようなプローブの撓み変形を容易にする手段として機能する溝９０及び９２は、前記した例に代えて、金属層５６及び本体５０の前記外側面への機械的な研削加工により、形成することができる。また溝９０及び９２に代えて、金属層５６及び本体５０の薄肉部によって前記した撓み変形を容易にする手段を構成することができる。しかしながら、前記したようにパターンマスク８０に三角溝８４及び三角溝８６を形成することにより、研削加工を施すことなく撓み変形を容易にする手段を形成することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。例えば、プローブ２２の金属層５６の表面及び本体５０周面部分６０と反対側の周面部分のそれぞれに、前記したと同様な溝（９０、９２）を研削加工により形成することができる。また、前記したような角柱の本体５０に代えて、プローブの本体として例えば円形断面形状を有する本体を採用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  プローブカード
１４  半導体ウエハ（被検査体）
１４ａ  電極パッド
１６  リジッド配線基板
１８  支持板
２０  プローブ基板
２２（２２ａ〜２２ｃ）、１２２ａ  プローブ
２２ａ、１２２ａ  信号用プローブ
２２ｂ  電力用プローブ
２２ｃ  接地用プローブ
２４  プローブ支持体
４２ａ、４２ｂ  プローブ支持体の一対の板
４４  スペーサ
４８（４８ａ、４８ｂ）  プローブガイド穴（貫通孔）
５０  本体
５０ａ  本体の中央部
５０ｂ  本体の先端
５２（５２ａ、５２ｂ）  GND層（接地層）
５４  誘電体層
５６  金属層
６０  中央部の周面部分
９０、９２  プローブの撓み変形を容易にする手段（溝）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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