(57)【要約】【課題】  コンタクトプローブがガイド板と干渉することによる削り屑が発生するのを抑制することを目的とする。【解決手段】  中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟んだ積層構造を有し、検査対象物に当接させるコンタクト部２と、長手方向の圧縮力により予め定められた湾曲方向Ｎへ湾曲するように弾性変形する弾性変形部４と、コンタクト部２及び弾性変形部４の間に形成され、コンタクト部２が長手方向に移動可能となるようにガイド板１２０の貫通孔１２１により支持される先端部３とを備え、弾性変形部４の湾曲方向Ｎ及びその反対方向Ｎ'に形成される先端部３の側面が、３つの金属層１１〜１３で構成され、当該側面において、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に当接させるコンタクト部と、
配線基板と導通させる端子部と、
上記コンタクト部及び端子部の間に設けられ、長手方向の圧縮力により弾性変形する弾性変形部と、
ガイド板の貫通孔により、長手方向に移動可能に支持される摺動部とを備え、
上記摺動部は、中間層が外層で挟まれ、積層面が長手方向に延びる積層構造を有し、その側面において、上記中間層が上記外層よりも突出していることを特徴とする電気的接触子。
【請求項２】
上記摺動部の側面には、中間層及び外層を覆うようにめっき層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気的接触子。
【請求項３】
上記摺動部は、上記コンタクト部及び上記弾性変形部の間に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的接触子。
【請求項４】
上記摺動部は、上記端子部及び上記弾性変形部の間に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的接触子。
【請求項５】
上記弾性変形部は、細長い板状体からなり、
上記板状体は、第１金属からなる導電層と、幅方向において上記導電層を挟むように形成された第２金属からなる応力層と、上記板状体の主面上において上記導電層を覆うように形成された第３金属からなる薄膜層とを有し、
第１金属は、第２金属よりも比抵抗が小さく、
第２金属及び第３金属は、第１金属に比べて、機械的強度が高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電気的接触子。
【請求項６】
上記弾性変形部は、空隙を介して上記主面を対向させるように配置された２以上の上記板状体からなり、
上記板状体は、長手方向の両端において互いに結合されていることを特徴とする請求項５に記載の電気的接触子。
【請求項７】
上記薄膜層は、両端に配置された上記板状体の外側の主面上に形成され、上記空隙に隣接する主面上には形成されないことを特徴とする請求項６に記載の電気的接触子。
【請求項８】
３以上の上記板状体を備え、
上記板状体は、互いに略同一の厚みを有することを特徴とする請求項７に記載の電気的接触子。
【請求項９】
上記薄膜層上に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の電気的接触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的接触子に係り、更に詳しくは、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子、例えば、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるコンタクトプローブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの電気的特性試験は、配線基板上に多数のコンタクトプローブが形成されたプローブカードに半導体ウエハを近づけることにより、各コンタクトプローブを半導体ウエハ上の電極パッドと接触させ、コンタクトプローブを介してテスト信号を入出力することによって行われる。
【０００３】
コンタクトプローブと電極パッドとを接触させる際、両者が接触し始める状態に達した後、更にプローブカードに半導体ウエハを近づける処理が行われる。このような処理をオーバードライブと呼び、また、オーバードライブの距離をオーバードライブ量と呼んでいる。オーバードライブは、コンタクトプローブを弾性変形させる処理であり、オーバードライブを行うことにより、電極パッドの高さやコンタクトプローブの高さにばらつきがあっても、全てのコンタクトプローブを電極パッドと確実に接触させることができる。
【０００４】
本願の発明者らは、先の特許出願において、コンタクトプローブの高周波特性を向上させる方法について提案した（特許文献１）。特許文献１に記載されたコンタクトプローブは、空隙を介して主面を対向させた複数の細長い板状体からなる弾性変形部を備えている。このような構成を採用することにより、オーバードライブ量及び針圧を確保しつつ、プローブ長を短くすることができ、コンタクトプローブの高周波特性を向上させることができる。
【０００５】
また、本願の発明者らは、上記コンタクトプローブを更に改良し、その耐電流特性を向上させる方法について提案した（特許文献２）。特許文献２に記載されたコンタクトプローブは、上記板状体が、その幅方向において、導電層を応力層で挟んだ３層構造を有している。このため、オーバードライブ量、針圧及び高周波特性を確保しつつ、耐電流特性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１７３２６３号公報
【特許文献２】特願２０１１−１４１７５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種のコンタクトプローブは、根元部が配線基板に固定されるとともに、先端部が長手方向に移動可能となるように、先端近傍がガイド板によって支持された状態で使用される。ガイド板は、コンタクトプローブが貫通する貫通孔を有し、先端部の２次元面内における位置決めを行っている。このため、オーバードライブ時にコンタクトプローブの側面と貫通孔の内面が接触し、いずれか一方が削られて削り屑が発生する。このような削り屑が発生すれば、オーバードライブ時におけるコンタクトプローブの動きが悪くなる恐れがある。また、導電性材料の削り屑の場合には、隣接するコンタクトプローブ間でショートが発生するおそれがある。
【０００８】
特許文献２のコンタクトプローブは、導電層を応力層で挟んで構成されることから、３層で構成される側面を有している。このような側面には段差が生じ易く、削り屑が発生し易いという問題がある。特に、特許文献２のコンタクトプローブの場合、屈曲方向を向いている側面が３層で構成されており、オーバードライブ時には当該側面が貫通孔の内面に押し付けられることから、削り屑が生じるという問題があった。また、段差が生じている上記側面を貫通孔の内面に押し当てると、コンタクトプローブに捻れが生じ、ガイド板による位置決めの精度が低下するという問題があった。また、コンタクトプローブに捻れが生じることにより、削り屑が生じ易くなるという問題があった。
【０００９】
また、本願の発明者らの実験によれば、特許文献２に記載された上記コンタクトプローブを繰り返し使用すると、導電層の表面に凹凸が形成され、荒れた状態になることがわかった。この現象は、導電層が塑性変形を繰り返すことによって生じると考えられる。オーバードライブ時に応力層は弾性変形しているのに対し、導電層は塑性変形している。このため、コンタクトプローブを繰り返し使用すれば、塑性変形を繰り返した導電層の表面が荒れると考えられる。
【００１０】
その結果、例えば、導電層の表面に絶縁層を形成することにより、コンタクトプローブ間の短絡を防止している場合、導電層上に形成された絶縁層が破断又は剥離し、コンタクトプローブ間で短絡が発生する。つまり、導電層の表面が荒れることによって、コンタクトプローブの耐久性を低下させるという問題が生じる。
【００１１】
この様な問題は、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるコンタクトプローブだけでなく、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子に共通する問題である。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ガイド板と干渉することによる削り屑の発生を抑制することができる電気的接触子を提供することを目的とする。また、本発明は、ガイド板と干渉することにより、電気的接触子に捻れが生じるのを抑制することを目的とする。
【００１３】
特に、本発明は、３以上の層で形成される電気的接触子において、３層で構成される側面における段差に起因して、削り屑が発生するのを抑制することができる電気的接触子を提供することを目的とする。また、上記段差に起因して、電気的接触子に捻れが生じ、ガイド板による位置決め精度が低下するのを抑制することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、導電層を応力層で挟んだ３層構造を有する電気的接触子の耐久性を向上させることを目的とする。また、弾性変形部が２以上の板状体に分割され、それぞれが３層構造を有する電気的接触子において、耐電流特性又はオーバードライブ特性を顕著に低下させることなく、耐久性を向上させることを目的とする。さらに、隣接して配置された電気的接触子間における短絡の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の本発明による電気的接触子は、検査対象物に当接させるコンタクト部と、配線基板と導通させる端子部と、上記コンタクト部及び端子部の間に設けられ、長手方向の圧縮力により弾性変形する弾性変形部と、ガイド板の貫通孔により、長手方向に移動可能に支持される摺動部とを備え、上記摺動部は、中間層が外層で挟まれ、積層面が長手方向に延びる積層構造を有し、その側面において、上記中間層が上記外層よりも突出するように構成される。
【００１６】
この様な構成を採用することにより、オーバードライブ時に、ガイド板の貫通孔の内面に対し、外層を押圧させることなく、中間層を押圧させることができる。このため、外層が中間層よりも突出し、外層が貫通孔の内面に押圧される場合に比べて、オーバードライブ時に電気的接触子に捻れが生じるのを抑制することができる。また、電気的接触子に捻れが生じることにより摺動時に削り屑が生じ易くなるのを抑制することができる。
【００１７】
第２の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記摺動部の側面には、中間層及び外層を覆うようにめっき層が形成されている。この様な構成により、中間層及び外層の段差の頂角を鈍らせ、側面を緩やかにすることができる。このため、貫通孔の内面に対し、先端部の側面が局所的に接触した状態で摺動する場合の接触面積を増大させることができる。このため、摺動時に削り屑が生じるのを抑制することができる。
【００１８】
第３の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記摺動部が、上記コンタクト部及び上記弾性変形部の間に形成されるように構成される。この様な構成により、ガイド板の貫通孔によりコンタクト部の２次元面内における位置決めを行うとともに、オーバードライブ時の電気的接触子に捻れが生じるのを抑制することができる。また、摺動時に削り屑が生じ易くなるのを抑制することができる。
【００１９】
第４の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記摺動部が、上記端子部及び上記弾性変形部の間に形成されるように構成される。この様な構成により、ガイド板の貫通孔により２次元面内における端子部の位置決めを行うとともに、オーバードライブ時の電気的接触子に捻れが生じるのを抑制することができる。また、摺動時に削り屑が生じ易くなるのを抑制することができる。
【００２０】
第５の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記弾性変形部が、細長い板状体からなり、上記板状体が、第１金属からなる導電層と、幅方向において上記導電層を挟むように形成された第２金属からなる応力層と、上記板状体の主面上において上記導電層を覆うように形成された第３金属からなる薄膜層とを有している。そして、第１金属は、第２金属よりも比抵抗が小さく、第２金属及び第３金属は、第１金属に比べて、機械的強度が高い。
【００２１】
電気的接触子の一部を板状体にすることにより、板状体の厚み方向に屈曲させた時に発生する応力を低減することができる。このため、弾性限界内において、より大きく湾曲させることができ、所望のオーバードライブ量を確保しつつ、電気的接触子を短くすることができる。その結果、電気的接触子のコンタクト特性を低下させることなく、高周波特性を向上させることができる。
【００２２】
また、上記板状体は、その幅方向に配列された導電層及び応力層を有し、導電層が比抵抗の小さい第１金属からなり、応力層が機械的強度の高い第２金属からなる。この様な構成を採用することにより、機械的強度を維持しつつ、電気抵抗を低減することができる。このため、オーバードライブ時における針圧を確保しつつ、電気的接触子の耐電流特性を向上させることができる。また、導電層を応力層で挟むように配置することにより、オーバードライブ時の板状体に捻れや傾きが生じるのを防止することができる。
【００２３】
さらに、上記板状体は、板状体の主面上において導電層を覆うように形成された薄膜層を有し、当該薄膜層が、第１金属に比べて機械的強度の高い第３金属からなる。この様な構成を採用することにより、オーバードライブ時に塑性変形する導電層が弾性変形する薄膜層で覆われ、板状体の主面が荒れるのを防止することができる。
【００２４】
第６の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記弾性変形部が、空隙を介して上記主面を対向させるように配置された２以上の上記板状体からなり、上記板状体が、長手方向の両端において互いに結合されている。
【００２５】
２以上の板状体を備え、これらの板状体の主面を空隙を介して対向させることにより、各板状体の厚みを増大させることなく、電気的接触子の断面積を増大させ、針圧や耐電流特性を確保することができる。
【００２６】
第７の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記薄膜層が、両端に配置された上記板状体の外側の主面上に形成され、上記空隙に隣接する主面上には形成されない。
【００２７】
この様な構成を採用することにより、板状体の両主面に薄膜層が形成される場合と比較すれば、板状体が同じ厚みであれば、中間の金属層をより厚く形成することができ、電気的接触子の電気抵抗を低減することができる。また、狭い空隙に隣接する内側の主面上に薄膜層を形成する場合には、外側の主面上に薄膜層を形成する場合に比べて、膜厚の制御が難しくなるため、内側の主面上に薄膜層を形成しないことにより、電気的接触子を容易に製造することができ、また、電気的接触子の特性のばらつきを抑制することができる。
【００２８】
第８の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、３以上の上記板状体を備え、上記板状体が、互いに略同一の厚みを有するように構成される。
【００２９】
この様な構成を採用することにより、オーバードライブ時に、押圧力を各板状体へ均等に分散し、互いに略同一の湾曲形状となるように、板状体をそれぞれ変形させることができる。従って、より大きなオーバードライブ量を確保することができるとともに、オーバードライブ時に電気的接触子が傾くのを抑制することができる。
【００３０】
第９の本発明による電気的接触子は、上記構成に加えて、上記薄膜層上に絶縁膜が形成されている。この様な構成を採用することにより、オーバードライブを繰り返すことにより、絶縁膜が破断又は剥離されるのを防止し、隣接する電気的接触子間における短絡を防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、電気的接触子がガイド板と干渉することにより、削り屑が発生するのを抑制することができる。また、電気的接触子がガイド板と干渉することにより、電気的接触子に捻れが生じるのを抑制することができる。
【００３２】
特に、３以上の層で形成される電気的接触子において、３層で構成される側面に段差が形成され、当該段差に起因して、削り屑が発生するのを抑制することができる。その結果、削り屑により、電気的接触子の動きが悪くなるのを抑制することができる。また、導電性の削り屑が発生することにより、隣接する電気的接触子間でショートが発生するのを防止することができる。
【００３３】
また、上記段差に起因して、電気的接触子に捻れが生じ、ガイド板による位置決め精度が低下するのを抑制することができる。さらに、電気的接触子に捻じれが生じることにより、削り屑が発生するのを抑制することができる。
【００３４】
さらに、本発明によれば、導電層を応力層で挟んだ３層構造を有する電気的接触子の耐久性を向上させることができる。また、弾性変形部が２以上の板状体に分割され、それぞれが上記３層構造を有する電気的接触子において、耐電流特性又はオーバードライブ特性を顕著に低下させることなく、耐久性を向上させることができる。さらに、隣接して配置された電気的接触子間における短絡の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１によるコンタクトプローブ１０１の一構成例を示した外観図であり、コンタクトプローブ１０１の斜視図が示されている。
【図２】図１のコンタクトプローブ１０１の側面図である。
【図３】図１のコンタクトプローブ１０１の断面図である。
【図４】図１のコンタクトプローブ１０１を用いて電気的特性試験を行うときの様子を模式的に示した説明図である。
【図５】図４の先端部３の断面形状と貫通孔１２１との関係を示した図である。
【図６】図１のコンタクトプローブ１０１の製造方法の一例を示した説明図である。
【図７】図１のコンタクトプローブ１０１の製造方法の一例を示した説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２によるコンタクトプローブ１０２の一構成例を示した外観図である。
【図９】図８のコンタクトプローブ１０２の断面図である。
【図１０】図８のコンタクトプローブ１０２を用いて電気的特性試験を行うときの様子を模式的に示した説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３によるコンタクトプローブ１０３の一構成例を示した外観図である。
【図１２】図１１のコンタクトプローブ１０３の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４によるコンタクトプローブ１０４の一構成例を示した外観図であり、コンタクトプローブ１０４の斜視図が示されている。
【図１４】図１１のコンタクトプローブ１０４の側面図である。
【図１５】図１３のコンタクトプローブ１０４の断面図である。
【図１６】図１３のコンタクトプローブ１０４の製造工程の一例を示した説明図である。
【図１７】図１６に続いて、コンタクトプローブ１０４の製造工程の一例を示した説明図である。
【図１８】図１７に続いて、コンタクトプローブ１０４の製造工程の一例を示した説明図である。
【図１９】図１８に続いて、コンタクトプローブ１０４の製造工程の一例を示した説明図である。
【図２０】本発明の実施の形態６によるコンタクトプローブ１０５の一構成例を示した外観図である。
【図２１】図２０のコンタクトプローブ１０５の断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態６によるコンタクトプローブ１０６の一構成例を示した外観図である。
【図２３】図２２のコンタクトプローブ１０６の断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態７によるコンタクトプローブ１０７の一構成例を示した外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
実施の形態１．
図１及び図２は、本発明の実施の形態１によるコンタクトプローブ１０１の一構成例を示した外観図である。図１は、コンタクトプローブ１０１の斜視図であり、図２の（ａ）及び（ｂ）は、コンタクトプローブ１０１の異なる側面をそれぞれ示した側面図である。このコンタクトプローブ１０１は、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるプローブであり、電気的接触子の一例として示されている。
【００３７】
上記コンタクトプローブ１０１は、検査対象物に対し垂直に配置される垂直型プローブであり、略直線状の細長い形状からなる本体部１と、本体部１の先端に形成されたコンタクト部２と、本体部１の根元端に設けられた端子部６とにより構成される。本体部１は、３つの金属層１１〜１３からなる積層構造を有し、各金属層１１〜１３は、いずれも積層面が本体部１の長手方向に沿って延び、本体部１の根元端から先端まで形成されている。また、金属層１１〜１３は順に積層形成され、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３により挟まれている。コンタクト部２は、検査対象物に当接させる当接部であり、本体部１の先端から突出するように形成されている。端子部６は、本体部１の根元端の端面に設けられている。
【００３８】
本体部１は、オーバードライブ時に弾性変形する細長い形状の弾性変形部４と、その両端に形成された先端部３及び根元部５とにより構成される。先端部３の端部には、コンタクト部２が形成され、根元部５の端部には、端子部６が形成されている。端子部６は、図示しない配線基板に固着され、弾性変形部４は、その長手方向の圧縮力が加えられることにより、容易に座屈変形する形状からなる。このため、オーバードライブ時には、検査対象物からの反力に応じて、弾性変形部４が座屈変形し、コンタクト部２が根元部５側へ後退する。
【００３９】
弾性変形部４は、空隙を挟んで配置された３つのビーム部４１〜４３により形成されている。各ビーム部４１〜４３は、いずれも細長い板状体からなり、互いの主面を対向させて配置されている。また、これらのビーム部４１〜４３の長手方向の一端は、先端部３により互いに結合され、他端は根元部５により互いに結合されている。
【００４０】
ビーム部４１〜４３を板状体に形成すれば、その厚み方向に変位し易くなり、長手方向の圧縮力が加えられた場合に座屈変形し易くなる。つまり、オーバードライブ時には、ビーム部４１〜４３が、長手方向の全体を使って湾曲するように変形し、小さな圧縮力でも大きく弾性変形させることができる。従って、ビーム長に比べて、大きなオーバードライブ量を確保することができる。
【００４１】
ただし、ビーム部４１〜４３を弾性変形し易い形状にすると、弾性変形時における反発力も小さくなり、検査対象物に対するコンタクト部２の押圧力（針圧）を確保することが難しくなる。そこで、弾性変形部４を２以上のビーム部４１〜４３で構成し、各ビーム部４１〜４３の反発力の和を針圧にすることにより、ビーム部４１〜４３ごとの反発力が小さくても、大きな針圧を確保することができる。つまり、弾性変形部４を２以上のビーム部４１〜４３に分割するとともに、各ビーム部４１〜４３を板状体に形成して互いの主面が対向するように配置すれば、オーバードライブ量及び針圧をともに確保しつつ、プローブ長を短くすることができる。従って、コンタクト特性を低下させることなく、高周波特性を改善することができる。
【００４２】
また、弾性変形部４を３つのビーム部４１〜４３に分割すると、断面積が減少することにより、耐電流特性が低下するという問題が生じる。そこで、ビーム部４１〜４３を３つの金属層１１〜１３で構成することにより、弾性変形部４の抵抗率を減少させている。金属層１１〜１３は、ビーム部４１〜４３の幅方向を分割する層であり、いずれも導電性金属からなるが、外側の金属層１１，１３と、中間の金属層１２とは、互いに異なる材料で構成されている。外側の金属層１１，１３は、より機械的強度が良好な金属材料を用いた応力層であり、中間の金属層１２は、より比抵抗の小さな金属材料を用いた導電層である。このような導電層を２つの応力層で挟み込む構成を採用することにより、ビーム部４１〜４３の断面積を増大させることなく、抵抗を減少させ、耐電流特性を向上させることができる。
【００４３】
一般に、板バネの断面２次モーメントは、その幅に比例するとともに、その厚みの３乗に比例することが知られている。このため、ビーム部４１〜４３の座屈変形の特性は、ビーム部４１〜４３の厚みで概ね決まり、中間の金属層１２を加えて３層構造にしたことによる影響は、ビーム部４１〜４３の厚みを微調整することにより相殺することができる。
【００４４】
さらに、ビーム部４１〜４３は、オーバードライブ前は、緩やかに湾曲させた形状からなり、オーバードライブ時には、上記湾曲形状の曲率が増大するように座屈変形する。従って、ビーム部４１〜４３の湾曲方向Ｎは、いずれも予め定められており、互いに一致している。なお、本明細書では、ビーム部４１〜４３の厚み方向であって、湾曲形状の外側に向かう方向を湾曲方向Ｎと呼ぶことにする。
【００４５】
図３は、図１のコンタクトプローブ１０１の一構成例を示した断面図であり、図中の（ａ）には、図２のＡ−Ａ切断線により先端部３を切断した場合の断面が示され、（ｂ）には、図２のＢ−Ｂ切断線により弾性変形部４を切断した場合の断面が示されている。なお、Ａ−Ａ切断線及びＢ−Ｂ切断線は、いずれもコンタクトプローブ１０１の長手方向と直交する切断線である。
【００４６】
先端部３及び弾性変形部４は、いずれも金属層１１〜１３により構成され、金属層１１〜１３は、いずれも矩形形状の断面を有している。また、中間の金属層１２は、外側の金属層１１，１３よりも厚い。
【００４７】
弾性変形部４を構成するビーム部４１〜４３は、いずれも矩形形状の断面を有し、当該断面は、厚みが幅に比べて小さく、厚み方向に沿って等間隔で整列配置されている。また、各ビーム部４１〜４３の断面は、厚みが略同一であり、幅も略同一である。つまり、これらの断面は、略同一の形状及びサイズからなる。
【００４８】
このような構成を採用することにより、オーバードライブ時の押圧力を各ビーム部４１〜４３へ均等に分散し、互いに略同一の湾曲形状となるように、ビーム部４１〜４３をそれぞれ変形させることができる。その結果、弾性限界内において、より大きなオーバードライブ量を確保することができるとともに、コンタクトプローブ１０１が傾くのを抑制することができる。
【００４９】
また、ビーム部４１〜４３は、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟むように、その幅方向に３つの金属層１１〜１３を配列させて構成される。例えば、外側の金属層１１，１３には、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）が用いられ、中間の金属層１２には、金（Ａｕ）が用いられる。金（Ａｕ）は、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）に比べて、機械的強度が低く、比抵抗が小さい。このため、中間の金属層１２に金（Ａｕ）を用いることにより、ビーム部４１〜４３の厚みＬｔを増大させることなく、その電気抵抗を減少させることができる。つまり、座屈変形の容易さを損なうことなく、その電気抵抗を減少させることができる。
【００５０】
また、外側の金属層１１，１３は、幅が略同一であり、金属層１１〜１３は、ビーム部４１〜４３の幅方向において対称となるように形成されている。このため、ビーム部４１〜４３は、長手方向に押圧力が加えられた場合に、それぞれがバランス良く変形し、オーバードライブ時にビーム部４１〜４３が傾いたり、捻れたりするのを抑制することができる。
【００５１】
先端部３も、同様にして、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟んで構成されるが、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように形成され、十字形状の断面を有する点で、弾性変形部４とは異なる。中間の金属層１２の突出長は、製造工程のばらつきにより逆転が生じない程度であればよい。つまり、中間の金属層１２は、外側の金属層１１，１３のいずれよりも突出していればよく、その突出長は任意である。
【００５２】
また、中間の金属層１２は、湾曲方向Ｎに配列する３つの金属領域１２ａ〜１２ｃで構成される点で、弾性変形部４とは異なる。つまり、中央の金属領域１２ｂを両端の金属領域１２ａ，１２ｃで挟むように、３つの金属領域１２ａ〜１２ｃが形成されている。先端部３における外側の金属層１１，１３は、弾性変形部４における外側の金属層１１，１３と同じ材料からなり、これらの金属層と同時に形成される。一方、先端部３における中間の金属層１２、つまり、金属領域１２ａ〜１２ｃは、弾性変形部４における中間の金属層１２とは異なる金属材料からなる。例えば、中央の金属領域１２ｂには、比較的安価で比抵抗の小さな銅（Ｃｕ）が用いられ、両端の金属領域１２ａ，１２ｃには、機械的強度の良好なパラジウムコバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）が用いられる。
【００５３】
また、先端部３の外周面上には薄膜層１４が形成されている。薄膜層１４には、先端部３を構成するニッケル合金よりも更に耐摩耗性特性の良好な金属材料、例えば、ロジウム（Ｒｈ）が用いられる。また、薄膜層１４は、例えば、電気めっき処理により形成されるめっき層からなる。この様な薄膜層１４を形成することにより、先端部３の側面から導電性の削り屑が発生するのを抑制することができる。また、薄膜層１４を形成することにより、金属層１１〜１３の段差の頂部を鈍らせ、先端部３の側面の変化を緩やかにすることにより、削り屑の発生を更に効果的に抑制することができる。なお、この例では、製造工程上の都合により、外側の金属層１１の主面には、薄膜層１４が形成されていないが、上記主面を含む先端部３の側面の全てに薄膜を形成してもよい。
【００５４】
図４は、図１のコンタクトプローブ１０１を用いて電気的特性試験を行うときの様子を模式的に示した説明図である。なお、図中の配線基板１１０及びガイド板１２０は、プローブカードを構成する周知の構成要素であり、半導体ウエハ２００は、検査対象物の一例である。
【００５５】
コンタクトプローブ１０１の端子部６は、配線基板１１０上のプローブ電極１１１に固着されている。また、先端部３は、長手方向に移動可能になるように、ガイド板１２０によって支持されている。ガイド板１２０には、例えばシリコン基板が用いられ、コンタクトプローブ１０１に対応する貫通孔１２１が形成されている。コンタクトプローブ１０１は、先端部３の側面が貫通孔１２１の内面１２２と対向するように、貫通孔１２１に貫通させた状態で配置される。このため、先端部３は、長手方向に移動可能な状態を維持しつつ、ガイド板１２０に平行な２次元平面内において位置決めされる。
【００５６】
半導体ウエハ２００上には多数の半導体デバイスが形成されており、さらに、各半導体デバイスには、多数の電極端子２０１が形成されている。半導体デバイスの電気的特性試験を行う際、コンタクトプローブ１０１は、半導体ウエハ２００に対し略垂直となるように配置され、その先端を電極端子２０１に当接させて使用される。
【００５７】
図中の（ａ）には、配線基板１１０と半導体ウエハ２００とを近づけて、コンタクト部２が電極端子２０１に接触し始めたときの状態、つまり、オーバードライブ直前の様子が示されている。このとき、コンタクトプローブ１０１は弾性変形しておらず、緩やかに湾曲する予め定められた形状になっている。
【００５８】
図中の（ｂ）には、（ａ）の状態から、配線基板１１０と半導体ウエハ２００とを距離Ｌだけ更に近づけた状態、つまり、オーバードライブ後の様子が示されている。オーバードライブ後のコンタクトプローブ１０１は、電極端子２０１からの反力に応じて、弾性変形する。（ｂ）の状態を（ａ）の状態と比較すれば、弾性変形部４の中央付近が湾曲方向Ｎに向かって変位し、湾曲形状の曲率が増大するように、弾性変形部４が弾性変形している。また、この弾性変形に伴って、先端部３が距離Ｌだけ後退している。なお、その後にオーバードライブを開放すれば、先端部３が距離Ｌだけ前進し、（ａ）の状態に戻る。
【００５９】
つまり、オーバードライブ時には、先端部３の側面が貫通孔１２１の内面１２２と摺動する。しかも、弾性変形部４の弾性変形にともなって、湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'へ先端部３を変位させ、あるいは、先端部３を傾けようとする力が作用する。その結果、湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'において、先端部３が貫通孔１２１の内面１２２に押圧された状態で摺動することになる。
【００６０】
図５は、図４の先端部３の断面形状と貫通孔１２１との関係を示した図である。図中の（ａ）は、本発明と比較すべき比較例を示した図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、本実施の形態によるコンタクトプローブ１０１の一例を示した図である。
【００６１】
貫通孔１２１は、矩形形状の開口を有し、その内面１２２は、先端部３の外面と略平行となるように対向している。つまり、湾曲方向Ｎ及びその反対方向Ｎ'については、中間の金属層１２の端面と対する２面と、湾曲方向Ｎと交差する方向については、外側の金属層１１，１３と対向する２面を備えている。
【００６２】
図中の（ａ）には、本発明と比較すべき先端部３の一例が示されている。この先端部３は、湾曲方向Ｎにおいて、外側の金属層１３が中間の金属層１２よりも突出している。この場合、貫通孔１２１内において、先端部３に捻れが生じ易く、ガイド板１２０によるコンタクトプローブ１０１の先端の位置決め精度を低下させる。また、コンタクトプローブ１０１に捻れが生じなかったとしても、外側の金属層１３の厚みは中間の金属層１２に比べて薄く、摺動時の接触面積が小さくなることにより、削り屑が生じ易くなる。
【００６３】
上述した通り、オーバードライブ時には、弾性変形部４の湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'に向けて、先端部３が貫通孔１２１の内面１２２に押圧された状態で摺動する。このため、図中の（ａ）のように、コンタクトプローブ１０１の中心から遠い外側の金属層１１が、中心を含む中間の金属層１２よりも突出している場合、貫通孔１２１内において、先端部３に捻れが生じ易い。また、コンタクトプローブ１０１に捻れが生じることにより、摺動時の接触面が小さくなり、削屑が生じ易くなる。
【００６４】
図中の（ｂ）には、図２（ａ）と同様、十字形状の断面を有する先端部３が示されている。この先端部３は、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように形成されている。このため、オーバードライブ時に、湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'において、中間の金属層１２の端面と貫通孔１２１の内面１２２とが、互いに正対して摺動する。従って、このような摺動により、コンタクトプローブ１０１が傾いたり、捻れたりすることはなく、削屑の発生も抑制することができる。
【００６５】
図中の（ｃ）には、製造工程のばらつきにより、（ｂ）の場合と比べて、外側の金属層１１，１３に対する中間の金属層１２の突出量にばらつきが生じた先端部３が示されている。中間の金属層１２の突出量にばらつきが生じたとしても、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように形成されている限り、中間の金属層１２の端面と貫通孔１２１の内面１２２とが、摺動する様子は（ｂ）の場合と同様である。
【００６６】
コンタクトプローブ１０１は、湾曲方向Ｎ及びその反対方向Ｎ'の側面に、金属層１１〜１３が形成されている。これらの金属層１１〜１３に段差が形成されないように、当該側面が高精度で平坦化されているとすれば、図４（ａ）のような問題は生じない。しかしながら、この様な金属層１１〜１３の間には、製造工程のばらつきによって段差が発生し得る。このため、突出長が製造誤差を越えるように、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３よりも突出させるように設計しておけば、図４（ａ）のような状態において生じずる問題の発生を抑制することができる。
【００６７】
図６及び図７は、図１のコンタクトプローブ１０１の製造方法の一例を示した説明図である。コンタクトプローブ１０１は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製される。ＭＥＭＳ技術は、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作成する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造工程などで利用されるフォト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形成した後、犠牲層のみをエッチングによって除去することにより、立体的な構造物を作成する技術である。
【００６８】
犠牲層を含む各層の形成処理には、周知のめっき技術を利用することができる。例えば、陰極としての基板と、陽極としての金属片とを電解液に浸し、両電極間に電圧を印加することにより、電解液中の金属イオンを基板表面に付着させることができる。この様な処理は、電気めっき処理と呼ばれ、基板を電解液に浸すウエットプロセスであることから、めっき処理後には、乾燥処理が行われる。また、この乾燥処理後には、研磨処理などによって積層面を平坦化する平坦化処理が必要に応じて行われる。
【００６９】
図６（ａ）には、外側の金属層１１を形成するためのレジストパターンを導電性基板上に形成した状態が示されている。シリコン基板３００の上面全体には、シード膜３０１が予め形成されている。シード膜３０１は、Ｃｕなどの導電性金属からなる薄膜である。レジストパターンは、シード膜３０１上にフォトレジストからなるレジスト膜３０２を形成し、外側の金属層１１に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去することによって形成される。
【００７０】
図６（ｂ）には、レジスト膜３０２の非形成領域に導電性金属層３０３を形成し、レジスト膜３０２を除去した状態が示されている。導電性金属層３０３は、外側の金属層１１に相当する層であり、電気めっきを利用して、レジスト膜３０２の非形成領域内にＮｉ系合金などの導電性金属を堆積させることによって形成される。
【００７１】
図６（ｃ）には、レジスト膜３０２を除去した後に犠牲層３０４を形成し、さらに両端の金属領域１２ａ，１２ｃをマスクするレジストパターンを形成した状態が示されている。犠牲層３０４は、レジスト膜３０２を除去したシリコン基板３００上に、電気めっきを利用して、Ｃｕなどの犠牲金属を堆積させることによって形成される。レジストパターンは、シリコン基板３００上にレジスト膜３０５を形成し、両端の金属領域１２ａ，１２ｃ以外のレジスト膜を選択的に除去することによって形成される。
【００７２】
図６（ｄ）には、レジスト膜３０５の非形成領域に犠牲層３０６及び導電性金属層３０７を形成した後、レジスト膜３０５を除去した状態が示されている。犠牲層３０６及び導電性金属層３０７は、電気めっきを利用して、レジスト膜３０５の非形成領域内にＣｕなどの導電性金属を堆積させることによって形成される。なお、導電性金属層３０７は、中央の金属領域１２ｂに相当し、犠牲層３０６と同一の金属材料からなり、犠牲層３０６と同時に形成される。
【００７３】
図７（ａ）には、犠牲層３０６及び導電性金属層３０７の非形成領域に導電性金属層３０８を形成した後、外側の金属層１３を形成するためのレジストパターンを形成した状態が示されている。導電性金属層３０８は、両端の金属領域１２ａ，１２ｃに相当し、電気めっきを利用して、犠牲層３０６及び導電性金属層３０７の非形成領域内にＮｉ系合金などの導電性金属を堆積させることによって形成される。レジストパターンは、レジスト膜３０９を形成し、外側の金属層１３に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去することによって形成される。
【００７４】
図７（ｂ）には、レジスト膜３０９の非形成領域に導電性金属層３１０を形成した後、犠牲層３０４，３０６及びレジスト膜３０９を除去した状態が示されている。導電性金属層３１０は、外側の金属層１３に相当する層であり、電気めっきを利用して、レジスト膜３０９の非形成領域内にＮｉ系合金などの導電性金属を堆積させることによって形成される。また、導電性金属層３０７は、犠牲層３０４，３０６と同一の金属材料で構成されているが、導電性金属層３０３，３０８，３１０で囲まれて露出していないため、エッチング液に浸潤することにより、導電性金属層３０７を残し、犠牲層３０４，３０６のみを除去することができる。
【００７５】
図７（ｃ）には、シード膜３０１上に絶縁膜３１１を形成した後、先端部３の露出面に導電性金属膜３１２を形成した状態が示されている。絶縁膜３１１は、スパッタリングにより形成される。導電性金属膜３１２は、先端部３の薄膜層１４に相当する層であり、電気めっきを利用して、先端部３の露出面にＲｈなどの導電性金属を堆積させることによって形成される。このとき、外側の金属層１１の下面は、シリコン基板３００と対向して露出しておらず、シード膜３０１は、絶縁膜３１１で覆われている。このため、導電性金属膜３１２は、外側の金属層１１の下面を除く、先端部３の外周面に形成される。
【００７６】
図７（ｄ）には、先端部３をシリコン基板３００から分離した状態が示されている。
【００７７】
本実施の形態によるコンタクトプローブ１０１は、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟んだ積層構造を有し、検査対象物に当接させるコンタクト部２と、長手方向の圧縮力により予め定められた湾曲方向Ｎへ湾曲するように弾性変形する弾性変形部４と、コンタクト部２及び弾性変形部４の間に形成され、コンタクト部２が長手方向に移動可能となるようにガイド板１２０の貫通孔１２１により支持される先端部３とを備え、弾性変形部４の湾曲方向Ｎ及びその反対方向Ｎ'に形成される先端部３の側面が、３つの金属層１１〜１３で構成され、当該側面において、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように構成されている。
【００７８】
このような構成を採用することにより、オーバードライブ時に、貫通孔１２１の内面１２２に中間の金属層１２を押圧させることができる。このため、外側の金属層１１，１３が中間の金属層１２よりも突出するように金属層１１〜１３間に段差が形成されている場合に比べて、コンタクトプローブ１０１が捻れるのを抑制することができる。また、摺動時に削り屑が生じることにより、コンタクトプローブ１０１の動きが悪くなり、あるいは、隣接するコンタクトプローブ１０１が互いに短絡されるのを抑制することができる。また、先端部３の側面が、コンタクト部２が長手方向に移動可能となるようにガイド板１２０の貫通孔１２１により支持されるため、オーバードライブ時にコンタクト部２の２次元面内における位置決めを精度よく行うことができる。
【００７９】
また、本実施の形態によるコンタクトプローブ１０１は、先端部３の側面には、中間層及び外層を跨ぐようにめっき層が形成されている。この様な構成により、中間層及び外層の段差の部分を滑らかに覆い、当該段差を緩やかにすることができる。このため、貫通孔１２１の内面１２２に対し、先端部３の側面が局所的に接触して摺動するのを抑制することができる。このため、摺動時に削り屑が生じるのを抑制することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、抵抗率、機械的強度、コスト等を考慮して、先端部３における中間の金属層１２を弾性変形部４の場合とは異なる構成にしたが、弾性変形部４の場合と同一の構成にすることもできる。つまり、先端部３における中間の金属層１２は、３つの領域に分割せずに構成することができる。また、先端部３における中間の金属層１２には、例えば、金（Ａｕ）を用いることもできる。
【００８１】
また、本実施の形態では、本体部１が３つの金属層１１〜１３からなる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。すなわち本体部１を４以上の金属層で構成することもできる。例えば、中間の金属層１２を２層以上で構成することもできる。
【００８２】
また、本実施の形態では、弾性変形部４が、３つのビーム部４１〜４３に分割されてい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。すなわち弾性変形部４が２以上のビーム部に分割されている構成であってもよい。さらに、弾性変形部４は、分割されていない構成であってもよい。
【００８３】
また、本実施の形態では、垂直型プローブの場合の例について説明したが、本発明は、このような場合のみに限定されない。例えば、片持ち梁構造を有するカンチレバー型プローブにも適用することができる。
【００８４】
実施の形態２．
実施の形態１では、ガイド板１２０により支持される先端部３が十字形状の断面を有するコンタクトプローブ１０１について説明した。これに対し、本実施の形態では、ガイド板１３０により支持される根元部５が、十字形状の断面を有するコンタクトプローブ１０２について説明する。
【００８５】
図８は、本発明の実施の形態２によるコンタクトプローブ１０２の一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）及び（ｂ）には、コンタクトプローブ１０２の異なる側面がそれぞれ示されている。図９は、図８のコンタクトプローブ１０２の一構成例を示した断面図であり、図８のＣ−Ｃ切断線により根元部５を切断した場合の断面が示されている。
【００８６】
本実施の形態によるコンタクトプローブ１０２を図２のコンタクトプローブ１０１（実施の形態１）と比較すれば、根元部５の構成が異なるが、その他の構成は同一であり、重複する説明は省略する。また、図８に示した根元部５のＣ−Ｃ切断面は、その形状及び材質が、図３（ａ）に示した先端部３のＡ−Ａ切断面の場合と同一である。
【００８７】
根元部５は、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟んで構成され、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように形成され、十字状の断面を有する。中間の金属層１２の突出長は、製造工程のばらつきにより逆転が生じない程度であればよく、その突出長は任意である。
【００８８】
また、中間の金属層１２は、湾曲方向Ｎに配列する３つの金属領域１２ａ〜１２ｃで構成される。根元部５における外側の金属層１１，１３は、弾性変形部４における外側の金属層１１，１３と同じ材料からなり、これらの金属層と同時に形成される。また、根元部５における中間の金属層１２、つまり、金属領域１２ａ〜１２ｃは、先端部３における金属領域１２ａ〜１２ｃと同じ材料からなり、これらの金属層と同時に形成される。
【００８９】
また、根元部５の外周面上には、薄膜層１４が形成されている。根元部５の薄膜層１４は、先端部３の薄膜層１４と同じ材料からなり、電気めっき処理により、先端部３の薄膜層１４と同時に形成される。この様な薄膜層１４を根元部５に形成することにより、根元部５の側面から導電性の削り屑が発生するのを抑制することができる。
【００９０】
図１０は、図８のコンタクトプローブ１０２を用いて電気的特性試験を行うときの様子を模式的に示した説明図である。なお、図中の配線基板１１０及びガイド板１２０，１３０は、プローブカードを構成する周知の構成要素であり、半導体ウエハ２００は、検査対象物の一例である。
【００９１】
端子部６は、配線基板１１０に形成されたプローブ電極１１１と対向するように配置されている。また、根元部５は、長手方向に移動可能になるように、ガイド板１３０によって支持されている。このため、オーバードライブ時における電極端子２０１からの反力によって、根元部５が長手方向に僅かに移動することにより、端子部６をプローブ電極１１１に当接させることができる。つまり、コンタクトプローブ１０２を配線基板１１０に固着することなく、端子部６をプローブ電極１１１と確実に導通させることができる。従って、コンタクトプローブ１０２を容易に交換することが可能になる。
【００９２】
ガイド板１３０には、例えばシリコン基板が用いられ、コンタクトプローブ１０２に対応する貫通孔１３１が形成されている。コンタクトプローブ１０２は、根元部５の側面が貫通孔１３１の内面１３２と対向するように、貫通孔１３１に貫通させた状態で配置される。このため、根元部５は、長手方向に移動可能な状態を維持しつつ、ガイド板１３０に平行な２次元平面内において位置決めされる。
【００９３】
図中の（ａ）には、オーバードライブ直前の様子が示されている。このとき、コンタクトプローブ１０２は弾性変形しておらず、また、端子部６は、プローブ電極１１１から僅かに浮き上がっており、プローブ電極１１１と導通していない。
【００９４】
図中の（ｂ）には、オーバードライブ後の様子が示されている。オーバードライブ後のコンタクトプローブ１０２は、電極端子２０１からの反力に応じて弾性変形し、弾性変形部４の中央付近が湾曲方向Ｎに向かって変位し、湾曲形状の曲率が増大する。このとき、根元部５の側面は、貫通孔１３１の内面１３２と摺動する。しかも、弾性変形部４の弾性変形にともなって、湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'へ根元部５を変位させ、あるいは、根元部５を傾けようとする力が作用する。その結果、湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'において、根元部５が貫通孔１３１の内面１３２に押圧された状態で摺動することになる。
【００９５】
このため、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３よりも突出させ、根元部５の断面を十字形状にすれば、オーバードライブ時に、湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'において、中間の金属層１２の端面と貫通孔１３１の内面１３２とが、互いに正対して摺動する。従って、オーバードライブ時に、コンタクトプローブ１０２が傾いたり、捻れたりすることがなく、削屑の発生も抑制することができる。
【００９６】
本実施の形態では、コンタクトプローブ１０２が配線基板１１０に接続され、配線基板１１０との接続部及び弾性変形部４の間に形成され、コンタクト部２が長手方向に移動可能となるようにガイド板１２０の貫通孔１２１により支持される根元部５を備え、弾性変形部４の湾曲方向Ｎ及びその反対方向Ｎ'に形成される根元部５の側面が、３つの金属層１１〜１３で構成され、当該側面において、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように構成されている。
【００９７】
本実施の形態によるコンタクトプローブ１０２は、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟んだ積層構造を有し、長手方向の圧縮力により予め定められた湾曲方向Ｎへ湾曲するように弾性変形する弾性変形部４と、配線基板１１０上のプローブ電極１１１と導通させる端子部６と、コンタクト部２及び端子部６の間に形成され、長手方向に移動可能となるようにガイド板１３０の貫通孔１３１により支持される根元部５とを備え、弾性変形部４の湾曲方向Ｎ及びその反対方向Ｎ'に形成される根元部５の側面が、３つの金属層１１〜１３で構成され、当該側面において、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように構成されている。
【００９８】
このような構成を採用することにより、オーバードライブ時に、貫通孔１３１の内面１３２に中間の金属層１２を押圧させることができる。このため、外側の金属層１１，１３が中間の金属層１２よりも突出するように金属層１１〜１３間に段差が形成されている場合に比べて、コンタクトプローブ１０２が捻れるのを抑制することができる。また、摺動時に削り屑が生じることにより、コンタクトプローブ１０２の動きが悪くなり、あるいは、隣接するコンタクトプローブ１０２が互いに短絡されるのを抑制することができる。また、長手方向に移動可能となるように、根元部５の側面がガイド板１３０の貫通孔１３１により支持されるため、端子部６の２次元面内における位置決めを精度よく行いつつ、コンタクトプローブ１０２の交換を容易化することができる。
【００９９】
また、本実施の形態によるコンタクトプローブ１０２は、根元部５の側面には、中間層及び外層を跨ぐようにめっき層が形成されている。この様な構成により、中間層及び外層の段差の部分を滑らかに覆い、当該段差を緩やかにすることができる。このため、貫通孔１３１の内面１３２に対し、根元部５の側面が局所的に接触して摺動するのを抑制することができる。このため、摺動時に削り屑が生じるのを抑制することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態では、抵抗率、機械的強度、コスト等を考慮して、根元部５における中間の金属層１２を弾性変形部４の場合とは異なる構成にしたが、弾性変形部４の場合と同一の構成にすることもできる。つまり、根元部５における中間の金属層１２は、３つの領域に分割せずに構成することができる。また、根元部５における中間の金属層１２には、例えば、金（Ａｕ）を用いることもできる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、先端部３及び根元部５が、ともに十字形状の断面を有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、根元部５が十字形状の断面を有し、先端部３は、十字形状の断面を有しない構成であってもよい。
【０１０２】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、弾性変形部４が３つのビーム部４１〜４３により構成される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、弾性変形部４が、１つのビーム部により構成される場合について説明する。
【０１０３】
図１１は、本発明の実施の形態３によるコンタクトプローブ１０３の一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）及び（ｂ）には、コンタクトプローブ１０３の異なる側面がそれぞれ示されている。本実施の形態によるコンタクトプローブ１０３を図８のコンタクトプローブ１０２（実施の形態２）と比較すれば、弾性変形部４の構成が異なるが、その他の構成は同一であるため、重複する説明は省略する。
【０１０４】
弾性変形部４は、細長い板状体からなる１つのビーム部によって構成され、その両端に先端部３及び根元部５が設けられている。すなわち、弾性変形部４は、２以上のビーム部４１〜４３に分割されることなく、唯一のビーム部により構成される。また、弾性変形部４は、オーバードライブ前は、緩やかに湾曲させた形状からなり、オーバードライブ時には、上記湾曲形状の曲率が増大するように座屈変形する。従って、弾性変形部４の湾曲方向Ｎは、予め定められている。
【０１０５】
図１２は、図１１のコンタクトプローブ１０３の一構成例を示した断面図であり、図１１のＤ−Ｄ切断線により弾性変形部４を切断した場合の断面が示されている。なお、Ｄ−Ｄ切断線は、コンタクトプローブ１０３の長手方向と直交する切断線である。
【０１０６】
弾性変形部４は、矩形形状の断面を有し、当該断面は、厚みが幅に比べて小さい。また、弾性変形部４は、中間の金属層１２を外側の金属層１１，１３で挟むように、その幅方向に３つの金属層１１〜１３を配列させて構成される。すなわち、弾性変形部４は、図３のビーム部４１〜４３（実施の形態１）のいずれか一つと同じ形状及び材料からなる。
【０１０７】
本実施の形態によるコンタクトプローブ１０３は、実施の形態２と同様、先端部３及び根元部５の湾曲方向Ｎ又はその反対方向Ｎ'の側面において、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように構成されている。この様な構成を採用することにより、弾性変形部４が２以上のビーム部に分割されていない場合であっても、コンタクトプローブ１０３の捻れや、削り屑の発生を抑制することができる。つまり、本発明は、弾性変形部４が分割されていないコンタクトプローブにも適用することができる。
【０１０８】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、十字形状の断面を有する先端部３又は根元部５に薄膜層１４が形成されたコンタクトプローブ１０１〜１０３について説明した。これに対し、本実施の形態では、弾性変形部４に薄膜層１５が形成されたコンタクトプローブ１０４について説明する。
【０１０９】
図１３及び図１４は、本発明の実施の形態３によるコンタクトプローブ１０４の一構成例を示した外観図である。図１３には、コンタクトプローブ１０４の斜視図が示され、図１４の（ａ）及び（ｂ）には、コンタクトプローブ１０４の異なる側面がそれぞれ示されている。コンタクトプローブ１０４を図２のコンタクトプローブ１０１（実施の形態１）と比較すれば、先端部３の断面が矩形形状からなり、弾性変形部４に薄膜層１５が形成されている点で異なる。その他の構成については、実施の形態１の場合と同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１１０】
薄膜層１５は、中間の金属層１２よりも機械的強度の高い金属材料を用いた導電性金属層であり、金属層１１〜１３の厚みに比べて、十分に薄く形成されている。この薄膜層１５は、弾性変形部４の湾曲方向Ｎ及びその反対方向における側面に形成されている。つまり、両端に配置されたビーム部４１，４３の外側の主面上に形成されている。弾性変形部４の側面に露出する中間の金属層１２を薄膜層１５で覆うことにより、オーバードライブを繰り返した場合に、弾性変形部４の側面に凹凸が形成され、荒れた状態になるのを防止している。
【０１１１】
図１５は、図１３のコンタクトプローブ１０４の断面図であり、図１４のＥ−Ｅ切断線により弾性変形部４を切断したときの断面が示されている。なお、Ｅ−Ｅ切断線は、コンタクトプローブ１０４の長手方向と直交する切断線である。
【０１１２】
薄膜層１５は、両端に配置されたビーム部４１，４３の外側の主面上に形成され、弾性変形部４の側面において露出する中間の金属層１２を覆っている。薄膜層１５には、例えば、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）が用いられる。また、薄膜層１５は、その厚みＬｔ５がビーム部４１〜４３の厚みＬｔに比べて十分に薄くなるように形成されている。
【０１１３】
この例では、薄膜層１５が、上記主面の略全体を覆うとともに、その一端がビーム部４１，４３の端面まで回り込み、当該端面の一部を覆うように形成されている。一方、ビーム部４１〜４３のその他の主面には、薄膜層１５が形成されない。
【０１１４】
つまり、両端のビーム部４１，４３は、内側の主面に薄膜層１５が形成されない。このため、両面に薄膜層１５が形成される場合と比較して、ビーム部４１，４３の厚みＬｔが同一であれば、中間の金属層１２をより厚く形成することができ、ビーム部４１，４３の電気抵抗を低減することができる。また、内側のビーム部４２は、両主面のいずれにも薄膜層１５が形成されない。このため、ビーム部４１，４３よりも、更に中間の金属層１２を厚く形成することができ、電気抵抗を低減することができる。なお、ビーム部４１〜４３の断面２次モーメントは、金属層１１，１３に薄膜層１５を加えた応力層の厚みＬｔによって概ね決まり、導電層としての金属層１２上に形成された薄膜層１５は、断面２次モーメントにほとんど影響を与えない。
【０１１５】
また、両端のビーム部４１，４３は薄膜層１５を有するのに対し、内側のビーム部４２は薄膜層１５を有していないが、いずれのビーム部４１〜４３も、略同一の厚みＬｔを有するように形成されている。つまり、両端のビーム部４１，４３は、内側のビーム部４２に比べて、金属層１１〜１３が厚さＬｔ５だけ薄く形成され、薄膜層１５を含めた全体の厚みＬｔと、ビーム部４２の厚みＬｔとを一致させている。
【０１１６】
この様な構成を採用することにより、全てのビーム部４１〜４３について、応力層として機能する幅方向の両端における厚み、つまり、金属層１１又は１３の厚みと、薄膜層１５との厚みの合計を一致させることができる。従って、オーバードライブ時に、押圧力を各ビーム部４１〜４３へ均等に分散し、互いに略同一の湾曲形状となるように、ビーム部４１〜４３をそれぞれ変形させることができる。
【０１１７】
なお、ビーム部４１，４３の主面に薄膜層１５を形成することによる厚みＬｔの変動とは異なり、ビーム部４１，４３の端面に薄膜層１４を形成することによる幅Ｌｗの変動は、ビーム部４１，４３の断面２次モーメントにほとんど影響を与えないことから、無視することができる。
【０１１８】
絶縁膜１６は、ビーム部４１〜４３の外周全面に形成された絶縁膜であり、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。ビーム部４１〜４３の外縁に絶縁膜を形成することにより、隣接して配置されたコンタクトプローブ１０４が接触し、互いに短絡するのを防止することができる。なお、絶縁膜１６は、薄膜層１５よりも十分に薄く、機械的強度も低いことから、ビーム部４１〜４３の断面２次モーメントには、ほとんど影響を与えない。
【０１１９】
上記コンタクトプローブ１０４は、例えば、次のようなサイズからなる。全長が１．９〜２．４ｍｍ、弾性変形部４の長さが１．２〜１．９ｍｍからなる。ビーム部４１〜４３は、幅Ｌｗが４７μｍ、厚みＬｔが１１μｍ、薄膜層１５の厚みＬｔ５が１μｍであり、ビーム部４１〜４３間の空隙の距離Ｌｇは１１μｍである。また、外側の金属層１１，１３の幅Ｌｗ１，Ｌｗ３がともに１１μｍ、中間の金属層１２の幅Ｌｗ２が２５μｍである。絶縁膜１６の厚みは０．１μｍである。
【０１２０】
図１６〜図１９は、図１３のコンタクトプローブ１０４の製造工程の一例を示した説明図である。コンタクトプローブ１０４は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製される。
【０１２１】
図１６（ａ）には、下地層４０１及び絶縁膜４０２が形成された基板４００が示されている。下地層４０１は、Ｃｕなどの導電性金属からなる薄膜であり、シリコン単結晶からなる基板４００の上面全体に形成される。絶縁膜４０２は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などからなる絶縁性の薄膜であり、下地層４０１の上面全体に形成される。下地層４０１及び絶縁膜４０２は、例えば、スパッタリングなどの真空蒸着法によって形成することができる。
【０１２２】
図１６（ｂ）は、外側の金属層１３が形成された状態が示されている。金属層１３は、電気めっき法を用いて形成され、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。まず、絶縁膜４０２上にフォトレジストからなるレジスト膜（不図示）を形成し、金属層１３に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去する。次に、レジスト膜の非形成領域内の絶縁膜４０２を除去し、下地層４０１を露出させる。この状態で電気めっき処理によりニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）などの導電性金属を堆積させれば、レジスト膜の非形成領域内に金属層１３を形成することができる。その後、レジスト膜を除去すれば、図１６（ｂ）の状態になる。
【０１２３】
図１６（ｃ）には、金属層１３の非形成領域内に犠牲層４０３が形成され、基板４００の上面が平坦化された状態が示されている。犠牲層４０３は、Ｃｕなどの導電性金属からなり、電気めっき法を用いて形成される。絶縁膜４０２上に電気めっきを行うことはできないため、まず、スパッタリングなどの真空蒸着法を用いて、絶縁膜４０２上にＣｕなどの導電性金属からなる薄膜（不図示）を形成し、当該薄膜上に電気めっきを行うことにより、犠牲層４０３が形成される。また、基板４００の上面は、犠牲層４０３の形成後における研磨処理により平坦化される。
【０１２４】
図１６（ｄ）には、基板４００上に、中間の金属層１２が形成された状態が示されている。金属層１２は、金属層１３と同じ領域内に形成される。また、金属層１２は、金属層１３と同様にして、電気めっき法を用いて形成され、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。ただし、堆積させる金属材料には、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）ではなく、金（Ａｕ）が用いられる。
【０１２５】
図１７（ａ）には、図１６（ｄ）の基板４００上に、犠牲層４０４が形成された状態が示されている。犠牲層４０４は、電気めっき法により、金属層１２の非形成領域内に形成される。また、基板４００の上面は、犠牲層４０４の形成後における研磨処理により平坦化される。
【０１２６】
図１７（ｂ）には、基板４００上に、外側の金属層１１が形成された状態が示されている。金属層１１も、金属層１２，１３と同じ領域内に形成される。また、金属層１２，１３と同様にして、電気めっき法を用いて形成され、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。堆積させる金属材料には、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）が用いられる。
【０１２７】
図１７（ｃ）には、基板４００上に犠牲層４０５が形成された状態が示されている。犠牲層４０５は、犠牲層４０４と同様にして、金属層１１の非形成領域内に形成される。また、基板４００の上面は、犠牲層４０５の形成後における研磨処理により平坦化される。
【０１２８】
図１７（ｄ）には、犠牲層４０３〜４０５が除去され、絶縁膜４０２が露出している状態が示されている。下地層４０１は、絶縁膜４０２及び金属層１３に覆われているため、犠牲層４０３〜４０５とともに除去されることなく、基板４００上に残されている。
【０１２９】
図１８（ａ）には、図１７（ｄ）の基板４００上に、レジスト膜４０６が形成された状態が示されている。レジスト膜４０６は、フォトレジストを塗布して基板４００の全面にレジスト膜を形成した後、ビーム部４１，４３の外側の主面に隣接する領域のレジスト膜だけを選択的に除去することにより形成される。つまり、レジスト膜４０６は、ビーム部４１〜４３間の空隙に隣接するビーム部４１〜４３の内側の主面と、当該主面から連続する上端面の一部とを覆うように形成される。また、ビーム部４１〜４３から十分に離れた基板４００上の領域にも形成される。この様にして、薄膜層１５が形成されるビーム部４１，４３上の領域を除いて、基板４００の上面の全領域が、絶縁膜４０２及びレジスト膜４０６によってマスクされる。
【０１３０】
図１８（ｂ）には、薄膜層１５が形成された状態が示されている。薄膜層１５は、電気めっき法を用いて、図１７（ａ）の状態におけるビーム部４１，４３の露出面に、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）などの導電性金属を堆積させて形成される。このとき、空隙に隣接するビーム部４１〜４３の主面はマスクされているため、これらの主面上には薄膜層１５が形成されない。
【０１３１】
狭い空隙に隣接する主面に薄膜層１５を形成する場合、その厚みを高精度で制御することは容易ではないことから、これらの主面をマスクし、薄膜層１５を形成しないようにすることにより、薄膜層１５の形成工程を容易化することができる。従って、コンタクトプローブ１０２の特性のばらつきを抑制することができる。
【０１３２】
図１８（ｃ）には、薄膜層１５の形成後に、レジスト膜４０６が除去された状態が示されている。また、図１８（ｄ）には、さらに下地層４０１及び絶縁膜４０２が選択的に除去された状態が示されている。下地層４０１及び絶縁膜４０２は、コンタクトプローブ１０２の長手方向の両端を含む領域を残し、ビーム部４１〜４３を含む領域が除去される。このため、図１８（ｄ）では、ビーム部４１〜４３が、基板４００から浮き上がった状態になっている。
【０１３３】
図１９（ａ）は、図１８（ｄ）の工程におけるコンタクトプローブ１０４の状態を説明するための説明図であり、コンタクトプローブ１０４の長手方向に平行な断面が示されている。下地層４０１及び絶縁膜４０２は、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。まず、図１８（ｃ）の基板４００上にフォトレジストからなるレジスト膜４０７が形成され、弾性変形部４を含む領域のレジスト膜が選択的に除去され、先端部３及び根元部５を含む領域のレジスト膜が残される。次に、レジスト膜が除去された領域内における下地層４０１及び絶縁膜４０２が除去される。このとき、ビーム部４１〜４３の下端面に隣接するレジスト膜も除去される。その結果、コンタクトプローブ１０４の両端は、下地層４０１を介して基板４００に支持されている状態に維持され、ビーム部４１〜４３は中空に浮き、ビーム部４１〜４３の全表面が露出している状態になる。
【０１３４】
図１９（ｂ）及び（ｃ）は、絶縁膜１６が形成される工程におけるコンタクトプローブ１０２の状態を示した図であり、図１９（ｂ）には、コンタクトプローブ１０４の長手方向に平行な断面が示され、図１９（ｃ）には、基板４００を上方から見た平面図が示されている。
【０１３５】
絶縁膜１６は、スパッタリングにより形成される窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる薄膜であり、ビーム部４１〜４３の表面全体に形成される。また、絶縁膜１６は、弾性変形部４に形成され、先端部３及び根元部５に形成されないように、選択的に形成される。ここでは、図１８（ａ）の状態から、レジスト膜４０７を除去した後、マスク板４１０を用いて、弾性変形部４を露出させ、先端部３及び根元部５をマスクした状態にすることにより、選択的に絶縁膜１６を形成している。また、ビーム部４１〜４３は、中空に浮いている状態であるため、その下端面にも絶縁膜１６を形成することができ、断面の全周に絶縁膜を形成することができる。
【０１３６】
本実施の形態によるコンタクトプローブ１０４は、空隙を介して主面を対向させるように配置された細長い板状体からなる２以上のビーム部４１〜４３と、ビーム部４１〜４３の一端を互いに結合する先端部３と、ビーム部４１〜４３の他端を互いに結合する根元部５とを備えている。ビーム部４１〜４３は、第１金属からなる中間の金属層１２と、幅方向において中間の金属層１２を挟むように形成された第２金属からなる外側の金属層１１，１３と、ビーム部４１〜４３の主面上において中間の金属層１２を覆うように形成された第３金属からなる薄膜層１５とにより構成され、第１金属は、第２金属よりも比抵抗が小さく、第２金属及び第３金属は、第１金属に比べて、機械的強度が高い。
【０１３７】
ビーム部４１〜４３を板状体に形成することにより、湾曲方向Ｎへ屈曲させた時に発生する応力を低減することができる。このため、弾性限界内において、より大きく湾曲させることができ、所望のオーバードライブ量を確保しつつ、プローブ長を短くすることができる。つまり、コンタクトプローブ１０４のコンタクト特性を低下させることなく、高周波特性を向上させることができる。
【０１３８】
また、３つのビーム部４１〜４３を備え、これらのビーム部４１〜４３の主面を空隙を介して対向させることにより、各ビーム部４１〜４３の厚みを増大させることなく、コンタクトプローブ１０４の断面積を増大させ、針圧や耐電流特性を確保することができる。
【０１３９】
また、ビーム部４１〜４３は、導電層としての金属層１２と、応力層としての金属層１１，１３とを有し、機械的強度の低下を抑制しつつ、電気抵抗を低減することができる。このため、オーバードライブ時における針圧を確保しつつ、電気的接触子の耐電流特性を向上させることができる。また、導電層を応力層で挟むように配置することにより、オーバードライブ時の板状体に捻れが生じ、あるいは、板状体の厚み方向以外の方向に屈曲するのを防止することができる。
【０１４０】
さらに、両端のビーム部４１，４３の外側の主面上において、オーバードライブ時に塑性変形する金属層１２を弾性変形する薄膜層１５で覆うことにより、オーバードライブを繰り返した場合に両端のビーム部４１，４３の外側の主面が荒れるのを防止し、コンタクトプローブ１０４の耐久性を向上させることができる。特に、ビーム部４１，４３の外側の主面に形成された絶縁膜１６が破断又は剥離し、コンタクトプローブ１０４間で短絡が発生するのを効果的に抑制することができる。
【０１４１】
また、本実施の形態によるコンタクトプローブ１０４は、薄膜層１５が、両端に配置されたビーム部４１〜４３の外側の主面上に形成され、空隙に隣接する主面上には形成されない。
【０１４２】
両端に配置されたビーム部４１，４３の外側の主面上のみに薄膜層１５を形成すれば、ビーム部４１，４３の両主面に薄膜層を形成する場合と比較して、ビーム部の厚みＬｔが同一であれば、中間の金属層１２をより厚く形成することができ、コンタクトプローブ１０４の電気抵抗を低減することができる。また、外側の主面上に薄膜層１５を形成する場合に比べ、狭い空隙に隣接する内側の主面上に薄膜層１５を形成する場合には膜厚の制御がより難しくなる。このため、外側の主面上のみに薄膜層１５を形成することにより、容易に製造することができ、また、コンタクトプローブ１０４の特性のばらつきを抑制することができる。
【０１４３】
また、本実施の形態によるコンタクトプローブ１０４は、ビーム部４１〜４３が互いに略同一の厚みＬｔを有するように構成される。この様な構成を採用することにより、オーバードライブ時の押圧力を各ビーム部４１〜４３へ均等に分散し、互いに略同一の湾曲形状となるように、ビーム部４１〜４３をそれぞれ変形させることができる。その結果、より大きなオーバードライブ量を確保することができるとともに、オーバードライブ時にコンタクトプローブ１０４が傾くのを抑制することができる。
【０１４４】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、弾性変形部４が３つのビーム部４１〜４３に分割されているコンタクトプローブ１０４の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、弾性変形部４が２つのビーム部４１，４３に分割されているコンタクトプローブ１０５について説明する。
【０１４５】
図２０は、本発明の実施の形態５によるコンタクトプローブ１０５の一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）及び（ｂ）には、コンタクトプローブ１０５の異なる側面がそれぞれ示されている。また、図２１は、図２０のコンタクトプローブ１０５の断面図であり、Ｆ−Ｆ切断線により弾性変形部４を切断したときの断面が示されている。なお、Ｆ−Ｆ切断線は、コンタクトプローブ１０５の長手方向と直交する切断線である。
【０１４６】
このコンタクトプローブ１０５は、弾性変形部４が、空隙を挟んで配置された２つのビーム部４１，４３で構成され、内側のビーム部４２を備えていない点で、図１３のコンタクトプローブ１０３とは異なるが、その他の構成は、コンタクトプローブ１０３と全く同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１４７】
ビーム部４１，４３は、いずれも外側の主面上に薄膜層１５が形成されている。このため、オーバードライブを繰り返すことにより、ビーム部４１，４３の外側の主面が荒れるのを防止し、コンタクトプローブ１０４の耐久性を向上させることができる。特に、ビーム部４１，４３の外側の主面に形成された絶縁膜１６が破断又は剥離し、コンタクトプローブ１０５間で短絡が発生するのを効果的に抑制することができる。また、互いに対向する内側の主面上には薄膜層１５が形成されない。このため、ビーム部４１，４３の両主面上に薄膜層１５が形成される場合と比較して、ビーム部４１，４３の厚みが同じであれば、中間の金属層１２をより厚くすることができ、電気抵抗を低減することができる。また、薄膜層１５の形成が容易になり、コンタクトプローブ１０５の特性のばらつきを抑制することができる。
【０１４８】
実施の形態６．
実施の形態４及び５では、弾性変形部４が２以上のビーム部４１〜４３に分割されているコンタクトプローブの例について説明した。これに対し、本実施の形態では、弾性変形部４が、分割されることなく、１つのビーム部により構成される場合について説明する。
【０１４９】
図２２は、本発明の実施の形態６によるコンタクトプローブ１０６の一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）及び（ｂ）には、コンタクトプローブ１０６の異なる側面がそれぞれ示されている。また、図２３は、図２２のコンタクトプローブ１０６の断面図であり、Ｇ−Ｇ切断線により弾性変形部４を切断したときの断面が示されている。なお、Ｇ−Ｇ切断線は、コンタクトプローブ１０５の長手方向と直交する切断線である。
【０１５０】
このコンタクトプローブ１０６は、弾性変形部４が、分割されることなく、細長い板状体からなる１つのビーム部で構成される点で、図１３のコンタクトプローブ１０３とは異なるが、その他の構成は、コンタクトプローブ１０３と全く同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１５１】
弾性変形部４の両側の主面上には、実施の形態４及び５と同様、薄膜層１５が形成されている。この様な構成を採用することにより、弾性変形部４が２以上のビーム部に分割されていない場合であっても、オーバードライブを繰り返すことにより、ビーム部４４の両側の主面が荒れるのを防止することができる。
弾性変形部４の両主面上には、実施の形態４及び５と同様、薄膜層１５が形成されている。この様な構成を採用することにより、弾性変形部４が２以上のビーム部に分割されていない場合であっても、オーバードライブを繰り返した場合に弾性変形部４の両主面が荒れるのを防止し、コンタクトプローブ１０４の耐久性を向上させることができる。特に、弾性変形部４の両主面に形成された絶縁膜１６が破断又は剥離し、コンタクトプローブ１０６間で短絡が発生するのを効果的に抑制することができる。
【０１５２】
実施の形態７．
実施の形態１〜３では、先端部３又は根元部５において、中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するように形成されたコンタクトプローブ１０１〜１０３の例について説明した。また、実施の形態４〜６では、弾性変形部４に薄膜層が形成されたコンタクトプローブ１０４〜１０６について説明した。本実施の形態では、これらの構成を組み合わせたコンタクトプローブ１０７について説明する。
【０１５３】
図２４は、本発明の実施の形態７によるコンタクトプローブ１０７の一構成例を示した斜視図である。図１のコンタクトプローブ１０１の同一の構成については説明を省略する。このコンタクトプローブ１０７の先端部３は、図１のコンタクトプローブ１０１と同様に、中間の金属層１２が、外側の金属層１１，１３よりも突出するように形成され、十字状の断面を有する。また、図１３のコンタクトプローブ１０４と同様に、コンタクトプローブ１０７のビーム部４１〜４３のうち、両端に配置されたビーム部４１及び４３の外側の主面上には、薄膜層１５が形成されている。一方、ビーム部４１及び４３の内側の主面上や、内側のビーム部４２には、いずれも薄膜層１５が形成されない。
【０１５４】
この様な構成を採用することにより、摺動時に削り屑が生じることにより、コンタクトプローブ１０７の動きが悪くなり、あるいは、隣接するコンタクトプローブ１０７が互いに短絡されるのを抑制することができる。また、オーバードライブを繰り返すことによってビーム部４１，４３の外側の主面が荒れるのを防止することができる。
【０１５５】
なお、本実施の形態では、先端部３において中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するとともに、ビーム部４１及び４３の主面上に薄膜層１５が形成されるコンタクトプローブ１０５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、先端部３及び根元部５の両方において中間の金属層１２が外側の金属層１１，１３よりも突出するとともに、ビーム部４１及び４３の主面上に薄膜層１５が形成される構成であってもよい。また、実施の形態１〜６の構成は、適宜組み合わせることができるものとする。
【０１５６】
また、上記実施の形態１〜７では、本体部１が３つの金属層１１〜１３からな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。すなわち、本体部１を４以上の金属層で構成することもできる。例えば、中間の金属層１２として、互いに異なる金属材料からなる２以上の金属層を備え、これらの金属層が、外側の金属層１１，１３によって挟み込まれるように構成されるものであってもよい。
【０１５７】
また、上記実施の形態１〜７では、弾性変形部４が、１〜３個のビーム部からな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。すなわち、弾性変形部４は、４以上のビーム部に分割される構成であってもよい。
【０１５８】
また、上記実施の形態１〜７では、中間の金属層１２に金（Ａｕ）が用いられ、外側の金属層１１，１３及び薄膜層１５に、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）が用いられ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。すなわち、具体的な金属材料は例示であり、他の金属材料を用いることもできる。例えば、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）に代えて、パラジウムコバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）を用いることもできる。また、外側の金属層１１，１３及び薄膜層１５には、同一の金属材料を用いることが望ましいが、異なる金属材料を用いることもできる。
【０１５９】
また、上記実施の形態１〜７では、弾性変形部４の外周全面に絶縁膜１６が形成されている場合の例について説明したが、本発明は、この様な場合のみに限定されない。絶縁膜１６は、少なくとも外側のビーム部４１，４３の外側の主面、つまり、薄膜層１５上に形成されていれば、隣接するコンタクトプローブ間において短絡防止の効果が得られる。つまり、オーバードライブを繰り返すことにより短絡が生じ易くなるのを防止し、コンタクトプローブの耐久性を向上させることができる。さらに、ビーム部４１〜４３に絶縁膜１６が形成されていないコンタクトプローブに本発明を適用することもできる。この場合、中間の金属層１２を薄膜層１５で覆うことにより、外側の主面における中間の金属層１２の変形を防止し、耐久性を向上させることができる。
【０１６０】
また、上記実施の形態１〜７では、垂直型プローブの場合の例について説明したが、本発明は、このような場合のみに限定されない。例えば、片持ち梁構造を有するカンチレバー型プローブにも適用することができる。さらに、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるコンタクトプローブのみに限定されず、様々な電気的接触子に適用することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１      本体部
２      コンタクト部
３      先端部
４      弾性変形部
５      根元部
６      端子部
１１〜１３      金属層
１２ａ〜１２ｃ  金属領域
１４    薄膜層
１５    薄膜層
１６    絶縁膜
４１〜４３      ビーム部
１０１〜１０７  コンタクトプローブ
１１０  配線基板
１１１  プローブ電極
１２０，１３０  ガイド板
１２１，１３１  貫通孔
１２２，１３２  貫通孔の内面
２００  半導体ウエハ
２０１  電極端子
Ｌ      オーバードライブ量
Ｌｇ    ビーム部間の距離
Ｌｗ    ビーム部の幅
Ｌｗ１〜Ｌｗ３  金属層１１〜１３の幅
Ｎ      湾曲方向
【図１】
2018091870.tif 000003
【図２】
2018091870.tif 000004
【図３】
2018091870.tif 000005
【図４】
2018091870.tif 000006
【図５】
2018091870.tif 000007
【図６】
2018091870.tif 000008
【図７】
2018091870.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月19日(2018.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に当接させるコンタクト部と、
配線基板と導通させる端子部と、
上記コンタクト部及び端子部の間に設けられ、湾曲方向を予め定める湾曲形状を有する弾性変形部と、
ガイド板の貫通孔により、長手方向に移動可能に支持され、上記弾性変形部の湾曲により所定の方向へ傾けられる摺動部とを備え、
上記摺動部は、上記所定の方向において、上記貫通孔の内面と対向する側面を有し、
上記側面は、段差を有する３つのステップ面で構成され、内側のステップ面が２つの外側のステップ面よりも上記所定の方向に向けて突出し、上記貫通孔の内面に対し、上記外側のステップ面を押圧させることなく上記内側のステップ面を押圧させることを特徴とする電気的接触子。
【請求項２】
上記摺動部の側面には、上記内側のステップ面及び上記外側のステップ面を覆うようにめっき層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気的接触子。
【請求項３】
上記摺動部は、上記コンタクト部及び上記弾性変形部の間に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的接触子。
【請求項４】
上記摺動部は、上記端子部及び上記弾性変形部の間に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的接触子。