(57)【要約】【課題】プローブ支持板に複数の貫通孔を効率よく形成しつつ、当該プローブ支持板の質量を軽減する。【解決手段】プローブ支持板１２には、複数の金属板３０と表面が研磨された絶縁板３１が積層されている。各金属板３０と絶縁板３１には、プローブ１１を挿通させるための貫通孔４０、４１がそれぞれ形成されている。貫通孔４１の径は貫通孔４０の径より大きく、貫通孔４０、４１は、プローブ支持板１２の厚み方向に貫通している。プローブ支持板１２には、厚み方向に貫通する中空部５０が形成されている。中空部５０は、金属板３０に形成された穴５１と絶縁板３１に形成された穴５２を連結して形成されている。最上層の金属板３０ａの穴５１ａ、最下層の金属板３０ｂの穴５１ｂ、中間層の一の金属板３０ｃの穴５１ｃは、中間層の他の金属板３０ｄの穴５１ｄの径より小さい径を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の電気的特性を検査するための検査用接触構造体であって、
検査時に被検査体に接触する複数のプローブと、
前記複数のプローブを支持するプローブ支持板と、を備え、
前記プローブ支持板は、前記プローブを挿通させる貫通孔が複数形成された複数の板部材を厚み方向に積層した構造を有し、
前記プローブ支持板は、複数の板部材をすべて金属板とした場合の当該複数の板部材の質量と比して、当該プローブ支持板の質量を軽減している質量軽減構造を有することを特徴とする、検査用接触構造体。
【請求項２】
前記板部材は金属板であり、
前記質量軽減構造は、前記プローブ支持体の厚み方向に貫通する中空部を形成した構造であることを特徴とする、請求項１に記載の検査用接触構造体。
【請求項３】
前記中空部は、前記各金属板に形成された穴を前記プローブ支持板の厚み方向に連結して形成され、
最上層と最下層の前記金属板の穴の径は、最上層と最下層との間に積層された中間層の前記金属板の穴の径よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載の検査用接触構造体。
【請求項４】
前記中間層の金属板のうち、少なくとも一の前記金属板の穴の径は、他の前記金属板の穴の径よりも小さいことを特徴とする、請求項３に記載の検査用接触構造体。
【請求項５】
前記複数の金属板の上層には、表面が研磨された研磨板がさらに積層され、
前記研磨板には、前記金属板の貫通孔に連結された他の貫通孔と、前記金属板の穴に連結され前記中空部を形成する他の穴とが形成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項６】
前記研磨板の他の貫通孔の径は、前記金属板の貫通孔の径よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の検査用接触構造体。
【請求項７】
前記研磨板は絶縁板であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の検査用接触構造体。
【請求項８】
前記研磨板は金属板であって、
前記金属板の表面には、絶縁膜が形成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の検査用接触構造体。
【請求項９】
前記貫通孔の内側面には、絶縁膜が形成されていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項１０】
前記貫通孔の内側面には、絶縁性を有する貫通管が設けられていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項１１】
前記プローブの表面であって、前記貫通孔内を挿通する部分の表面には、絶縁膜が形成されていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項１２】
前記金属板は、ＮｉＦｅ合金又はステンレス鋼からなることを特徴とする、請求項２〜１１のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項１３】
前記複数の板部材は金属板と絶縁板からなり、
前記質量軽減構造は、前記絶縁板の比重を前記金属板の比重よりも小さくした構造であることを特徴とする、請求項１に記載の検査用接触構造体。
【請求項１４】
前記絶縁板は、前記金属板の熱膨張率より大きい熱膨張率を有し、
前記絶縁板には、当該絶縁板の厚み方向に貫通する切り込み部が形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の検査用接触構造体。
【請求項１５】
前記金属板の上層と下層には、それぞれ前記絶縁板が積層され、
前記金属板の貫通孔の径は、前記絶縁板の貫通孔の径よりも大きいことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の検査用接触構造体。
【請求項１６】
最下層の前記板部材は前記絶縁板であって、
前記最下層の絶縁板の貫通孔は、当該絶縁板の上部に形成される上部貫通孔と下部に形成される下部貫通孔とが連結して形成され、
前記下部貫通孔の径は、前記上部貫通孔の径よりも大きいことを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項１７】
前記金属板は、ＮｉＦｅ合金又はステンレス鋼からなることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【請求項１８】
前記絶縁板は、ガラスエポキシ樹脂からなることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれかに記載の検査用接触構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の電気的特性を検査するための検査用接触構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に形成されたＩＣ、ＬＳＩなどの電子回路の電気的特性の検査は、複数のプローブを電子回路の電極に接触させ、各プローブから当該電極に対して検査用の電気信号を印加することにより行われている。これら複数のプローブは、例えばニッケルなどの金属製であり、プローブ支持板に挿入され支持されている。プローブ支持板には、複数のプローブを挿通させるための複数の貫通孔が形成されている。そして検査を適正に行うために、プローブを支持するプローブ支持板には、プローブの電気信号に影響を与えない絶縁材料、例えばセラミック等が用いられる。
【０００３】
このようなセラミック等のプローブ支持板に複数の貫通孔を形成するにあたっては、例えばこれらの貫通孔をすべて機械加工によって形成している。
【０００４】
しかしながら、近年は、電子回路のパターンの微細化が進み、電極が微細化し、また電極の間隔がさらに狭くなっているため、電極に接触させる、より微細で狭ピッチのプローブが要求されている。すなわち、プローブ支持板に微細な貫通孔を多数形成する必要がある。したがって、上述のように貫通孔をすべて機械加工で形成すると、プローブ支持板の製造に多大な時間がかかり、また、プローブ支持板の製造工程が多くなるため、製造コストも高くなる。
【０００５】
そこで、従来、プローブ支持板を複数の金属薄板の積層構造とすることが提案されている。かかる場合、先ず、各金属薄板にエッチングなどを行い、当該金属薄板に複数の貫通孔を形成する。その後、これら複数の金属薄板を積層し、プローブ支持板に複数の貫通孔を形成している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ９９／０４２７４国際公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、ウェハが大口径化すると共に、ウェハ全体を一度に検査する、いわゆるフルウェハテストの要求が高くなってきているため、プローブ支持板も大口径化している。かかる状況下で、従来のように複数の金属薄板を積層してプローブ支持板を構成すると、金属薄板の比重が大きいため、プローブ支持板全体の質量が大きくなってしまう。このため、プローブ支持板の取り扱いが困難になる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プローブ支持板に複数の貫通孔を効率よく形成しつつ、当該プローブ支持板の質量を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、被検査体の電気的特性を検査するための検査用接触構造体であって、検査時に被検査体に接触する複数のプローブと、前記複数のプローブを支持するプローブ支持板と、を備え、前記プローブ支持板は、前記プローブを挿通させる貫通孔が複数形成された複数の板部材を厚み方向に積層した構造を有し、前記プローブ支持板は、複数の板部材をすべて金属板とした場合の当該複数の板部材の質量と比して、当該プローブ支持板の質量を軽減している質量軽減構造を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、プローブ支持板が質量軽減構造を有しているので、従来のように複数の板部材をすべて金属板とした場合と比して、プローブ支持板の質量を軽減することができる。しかも、プローブ支持板が複数の板部材を積層した構造を有しているので、例えば各板部材に複数の貫通孔を形成した後、これら板部材を積層してプローブ支持板に複数の貫通孔を形成することができる。したがって、プローブ支持板に複数の貫通孔を効率よく形成することができる。
【００１１】
前記板部材は金属板であり、前記質量軽減構造は、前記プローブ支持体の厚み方向に貫通する中空部を形成した構造であってもよい。
【００１２】
前記中空部は、前記各金属板に形成された穴を前記プローブ支持板の厚み方向に連結して形成され、最上層と最下層の前記金属板の穴の径は、最上層と最下層との間に積層された中間層の前記金属板の穴の径よりも小さくてもよい。
【００１３】
前記中間層の金属板のうち、少なくとも一の前記金属板の穴の径は、他の前記金属板の穴の径よりも小さくてもよい。
【００１４】
前記複数の金属板の上層には、表面が研磨された研磨板がさらに積層され、前記研磨板には、前記金属板の貫通孔に連結された他の貫通孔と、前記金属板の穴に連結され前記中空部を形成する他の穴とが形成されていてもよい。
【００１５】
前記研磨板の他の貫通孔の径は、前記金属板の貫通孔の径よりも大きくてもよい。
【００１６】
前記研磨板は絶縁板であってもよい。また、前記研磨板は金属板であって、前記金属板の表面には、絶縁膜が形成されていてもよい。
【００１７】
前記貫通孔の内側面には、絶縁膜が形成されていてよく、あるいは絶縁性を有する貫通管が設けられていてもよい。また、前記プローブの表面であって、前記貫通孔内を挿通する部分の表面には、絶縁膜が形成されていてもよい。
【００１８】
前記金属板は、ＮｉＦｅ合金又はステンレス鋼からなっていてもよい。ＮｉＦｅ合金としては、例えばコバール、４２アロイ、インバー等が用いられる。
【００１９】
また、前記複数の板部材は金属板と絶縁板からなり、前記質量軽減構造は、前記絶縁板の比重を前記金属板の比重よりも小さくした構造であってもよい。
【００２０】
前記絶縁板は、前記金属板の熱膨張率より大きい熱膨張率を有し、前記絶縁板には、当該絶縁板の厚み方向に貫通する切り込み部が形成されていてもよい。
【００２１】
前記金属板の上層と下層には、それぞれ前記絶縁板が積層され、前記金属板の貫通孔の径は、前記絶縁板の貫通孔の径よりも大きくてもよい。
【００２２】
最下層の前記板部材は前記絶縁板であって、前記最下層の絶縁板の貫通孔は、当該絶縁板の上部に形成される上部貫通孔と下部に形成される下部貫通孔とが連結して形成され、前記下部貫通孔の径は、前記上部貫通孔の径よりも大きくてもよい。
【００２３】
前記金属板は、ＮｉＦｅ合金又はステンレス鋼からなっていてもよい。ＮｉＦｅ合金としては、例えばコバール、４２アロイ、インバー等が用いられる。
【００２４】
前記絶縁板は、ガラスエポキシ樹脂からなっていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、プローブ支持板に複数の貫通孔を効率よく形成しつつ、当該プローブ支持板の質量を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態にかかる検査用接触構造体を有するプローブ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図２】検査用接触構造体の縦断面図である。
【図３】プローブ支持板の縦断面図である。
【図４】プローブ支持板の横断面図である。
【図５】プローブ支持板の製造工程を示す説明図であり、（ａ）は金属板に貫通孔と穴が形成された様子を示し、（ｂ）は絶縁板に貫通孔と穴が形成された様子を示し、（ｃ）は複数の金属板と絶縁板が積層され接合された様子を示し、（ｄ）は絶縁板の表面が研磨され、金属板の貫通孔の内側面に絶縁膜が形成された様子を示している。
【図６】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【図７】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【図８】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【図９】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【図１０】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【図１１】他の実施の形態にかかるプローブ支持板の縦断面図である。
【図１２】他の実施の形態にかかるプローブ支持板の横断面図である。
【図１３】他の実施の形態にかかるプローブ支持板の製造工程を示す説明図であり、（ａ）は絶縁板に貫通孔とガイド孔が形成された様子を示し、（ｂ）は金属板に貫通孔とガイド孔が形成された様子を示し、（ｃ）は絶縁板と金属板が積層され接合された様子を示し、（ｄ）は絶縁板に切り込み部が形成された様子を示している。
【図１４】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【図１５】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の平面図である。
【図１６】他の実施の形態にかかる検査用接触構造体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態にかかる検査用接触構造体を備えたプローブ装置１の構成の概略を示す側面図である。
【００２８】
プローブ装置１には、プローブカード２と、被検査体としてのウェハＷを載置する載置台３が設けられている。
【００２９】
プローブカード２は、ウェハＷの電気的特性を検査するための検査用接触構造体１０を有している。検査用接触構造体１０は、検査時にウェハＷの電極に接触する複数のプローブ１１と、これら複数のプローブ１１を支持するプローブ支持板１２とを備えている。プローブ支持板１２は、載置台３に対向するように設けられている。また、プローブ支持板１２に支持されるプローブ１１は、ウェハＷの電極に対応する位置に設けられている。
【００３０】
プローブ支持板１２の上面側には、回路基板１３が配置されている。回路基板１３は、プローブ１１に対しプローブ支持板１２を介して電気信号を授受することができる。
【００３１】
プローブ１１は、例えばニッケルなどの金属製の導電性材料により形成されている。プローブ１１は、図２に示すようにウェハＷの電極に接触する接触子２０と、回路基板１３の接触端子（図示せず）に接続される接続端子２１とを有している。接触子２０は、いわゆるカンチレバー形状を有している。また接続端子２１は、プローブ支持板１２の厚み方向に貫通して設けられている。これら接触子２０と接続端子２１は、支持部２２に支持されている。支持部２２は、接触子２０と接続端子２１との連結部分に取り付けられ、その連結部分から接触子２０と反対側に水平方向に延伸している。また支持部２２は、プローブ支持板１２の表面に接している。支持部２２には、係止部２３がプローブ支持板１２側に突出して設けられている。係止部２３は、プローブ支持板１２に係止されている。これら支持部２２と係止部２３によって、プローブ１１は所定の高さでプローブ支持板１２に支持されている。
【００３２】
プローブ支持板１２は、図３及び図４に示すように、例えば板部材としての方形の複数の金属板３０を有している。複数の金属板３０は、積層され接合されている。複数の金属板３０の上層には、さらに研磨板としての絶縁板３１が積層され接合されている。絶縁板３１の表面、すなわち図２に示すようにプローブ１１の支持部２２と接する表面は、研磨されている。なお、金属板３０と絶縁板３１は、例えば０．２ｍｍの厚みの薄板である。また、金属板３０には、ウェハＷと同程度の熱膨張率を有し、高い強度を有する材料、例えば４２アロイが用いられる。絶縁板３１には、例えばガラスエポキシ樹脂が用いられる。なお、金属板３０には他の材料、例えばコバール、インバー等のＮｉＦｅ合金やステンレス鋼等を用いてもよい。
【００３３】
各金属板３０と絶縁板３１には、プローブ１１の接続端子２１を挿通させるための貫通孔４０と他の貫通孔としての貫通孔４１がそれぞれ形成されている。これら貫通孔４０、４１は、プローブ支持板１２の厚み方向に連結され、連結された貫通孔４０、４１は、プローブ支持板１２の厚み方向に貫通している。また、絶縁板３１の貫通孔４１は、各金属板３０の貫通孔４０の径よりも大きい径を有している。貫通孔４０、４１は、図３及び図４に示すように複数形成されている。
【００３４】
貫通孔４０の内側面には、図２に示すように絶縁膜４２が形成されている。絶縁膜４２は、当該絶縁膜４２が形成された貫通孔４０の内径がプローブ１１の接続端子２１の径に適合するように形成されている。したがって、プローブ１１が貫通孔４０に挿入された場合、プローブ１１を所定の位置に配置することができる。また、プローブ１１は絶縁膜４２と接することはあっても、金属板３０と直接接することはない。なお、絶縁膜４２には、絶縁性を有し、所定の強度、密着性、耐薬品性を備えた材質、例えばポリイミド、フッ素樹脂等が用いられる。
【００３５】
プローブ支持板１２は、質量軽減構造として、プローブ支持体１２の厚み方向に貫通する中空部５０が形成された構造を有している。中空部５０は、図３及び図４に示すように貫通孔４０、４１以外の部分に複数形成されている。中空部５０は、各金属板３０に形成された穴５１と、絶縁板３１に形成された他の穴としての穴５２とを、プローブ支持板１２の厚み方向に連結して形成されている。図２に示すように複数の金属板３０のうち、最上層の金属板３０ａの穴５１ａ、最下層の金属板３０ｂの穴５１ｂ、最上層と最下層との間に積層された中間層の一の金属板３０ｃの穴５１ｃは、中間層の他の金属板３０ｄの穴５１ｄの径より小さい径を有している。また、絶縁板３１の穴５２は、最上層の金属板３０ａの穴５１ａの径より大きい径を有している。
【００３６】
最上層の金属板３０ａと絶縁板３１には、穴６０がそれぞれ形成されている。穴６０は、プローブ１１の係止部２３に対応する位置に形成されている。また、穴６０は係止部２３の径より僅かに大きい径を有している。そして、穴６０に接着剤を充填して、係止部２３が穴６０に挿入される。こうして係止部２３がプローブ支持板１２に固定される。
【００３７】
載置台３は、図１に示すように、左右及び上下に移動自在に構成されており、載置したウェハＷを三次元移動させ、ウェハＷ上の所望の位置にプローブカード２のプローブ１１を接触させることができる。
【００３８】
以上のように構成されたプローブ装置１を用いて、ウェハＷの電子回路の電気的特性が検査される際には、先ず、ウェハＷが載置台３上に載置され、載置台３によってプローブ支持板１２側に上昇させられる。続いて、ウェハＷの各電極が、対応するプローブ１１に接触され、プローブ支持板１２とプローブ１１を介して、回路基板１３とウェハＷとの間で電気信号が授受される。これにより、ウェハＷの電子回路の電気的特性が検査される。
【００３９】
次に、上述したプローブ支持板１２の製造方法について説明する。図５は、プローブ支持板１２の各製造工程を示している。
【００４０】
先ず、複数の金属板３０に例えばフォトリソグラフィー処理及びエッチング処理を行い、図５（ａ）に示すように各金属板３０の所定の位置に複数の貫通孔４０と穴５１を形成する。このとき、貫通孔４０は、プローブ１１の接続端子２１の径より大きい径を有するように形成される。また、上述したように金属板３０ａの穴５１ａ、金属板３０ｂの穴５１ｂ、金属板３０ｃの穴５１ｃは、金属板３０ｄの穴５１ｄの径より小さい径を有するように形成される。さらに、金属板３０ａには、穴６０（図５（ａ）中に図示せず）が形成される。
【００４１】
また、例えば機械加工によって、図５（ｂ）に示すように絶縁板３１に貫通孔４１、穴５２、及び穴６０（図５（ｂ）中に図示せず）を形成する。このとき、上述したように貫通孔４１は、金属板３０の貫通孔４０の径よりも大きい径を有するように形成される。また、穴５２は、金属板３０ａの穴５１ａの径より大きい径を有するように形成される。
【００４２】
その後、図５（ｃ）に示すようにガイド７０を用いて、複数の金属板３０と絶縁板３１を積層する。ガイド７０には、金属板３０の複数の貫通孔４０と絶縁板３１の貫通孔４１に対応する位置に、ガイドピン７１が突出して設けられている。ガイドピン７１は、貫通孔４０の径に適合する径を有している。また、ガイドピン７１は、複数の金属板３０と絶縁板３１が積層された場合の厚みより長く設けられている。そして、各金属板３０の各貫通孔４０をガイドピン７１に沿わせて、複数の金属板３０を積層する。続いて、絶縁板３１の貫通孔４１をガイドピン７１が挿通するように、複数の金属板３０の上層に絶縁板３１を積層する。このとき、絶縁板３１と最上層の金属板３０ａは、接着剤によって接合される。
【００４３】
複数の金属板３０と絶縁板３１が積層されると、ガイド７０を取り除き、図５（ｄ）に示すように、複数の金属板３０を拡散接合によって接合する。拡散接合においては、例えば真空あるいは不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、積層された複数の金属板３０を加圧及び加熱することで、当該複数の金属板３０を接合する。
【００４４】
複数の金属板３０と絶縁板３１が接合されると、図５（ｄ）に示すように、絶縁板３１の表面を研磨し、当該絶縁板３１の表面を平坦にする。その後、各貫通孔４０の内側面に絶縁膜４２を形成する。絶縁膜４２は、当該絶縁膜４２が形成された貫通孔４０の内径がプローブ１１の接続端子２１の径と適合するように、絶縁膜４２の膜厚が調整されて形成される。なお、絶縁膜４２は、例えば絶縁材料を電着することによって形成してもよく、あるいは絶縁材料を蒸着することによって形成してもよい。
【００４５】
こうして、プローブ支持板１２が製造される。
【００４６】
以上の実施の形態によれば、プローブ支持板１２には、貫通孔４０、４１以外の部分に、中空部５０が形成されているので、従来のように複数の貫通孔のみが形成された金属板のみを積層した場合と比して、プローブ支持板１２の質量を中空部５０の部分で軽減することができる。したがって、プローブ支持板１２の取り扱いが容易になる。
【００４７】
また、各金属板３０にフォトリソグラフィー処理及びエッチング処理を行い、各金属板３０に複数の貫通孔４０と穴５１を一括で形成することができる。したがって、プローブ支持板１２に複数の貫通孔４０、４１と複数の中空部５０を効率よく形成することができる。
【００４８】
さらに、各金属板３０の複数の貫通孔４０は、各金属板３０にフォトリソグラフィー処理及びエッチング処理を行って形成されるので、微細な貫通孔４０を精度よく形成することができる。また、予めガイド７０を形成し、複数の金属板３０は、各貫通孔４０をガイドピン７１に沿わせて積層されるので、複数の貫通孔４０を精度よく連結させることができる。さらに、絶縁板３１の貫通孔４１の径は金属板３０の貫通孔４０の径より大きいので、絶縁板３１の表面が研磨される際に貫通孔４１は塞がることがない。このように、プローブ支持板１２の厚み方向に貫通する貫通孔４０、４１を適切に形成することができるので、複数のプローブ１１をプローブ支持板１２の所定の位置に配置することができる。
【００４９】
また、各金属板３０の各貫通孔４０に絶縁膜４２を形成しているので、金属板３０とプローブ１１とが絶縁され、ウェハＷの電気的特性の検査の際に、金属板３０がプローブ１１の電気信号に影響することがない。
【００５０】
また、貫通孔４０に形成される絶縁膜４２の厚みを調整することによって、当該絶縁膜４２が形成された貫通孔４０の内径をプローブ１１の径に適合させることができるので、プローブ支持板１２にプローブ１１を適切な位置に挿入させることができる。
【００５１】
また、各金属板３０の穴５１と絶縁板３１の穴５２を連結して、プローブ支持板１２の厚み方向に貫通する中空部５０を形成しているので、中空部５０内に空気を流通させることができる。これによって、例えば複数の金属板３０を拡散接合する際やウェハＷの電気的特性を検査する際に高温下で中空部５０内の空気が熱膨張しても、この空気は中空部５０の外部に流出するので、プローブ支持板１２が熱膨張するのを防止することができる。また、例えば中空部５０内を洗浄する際にも、洗浄液が中空部５０内を流通し、当該洗浄液が中空部５０内に滞留するのを防止することができる。
【００５２】
さらに、最上層の金属板３０ａの穴５１ａ、最下層の金属板３０ｂの穴５１ｂ、中間層の一の金属板３０ｃの穴５１ｃは、中間層の他の金属板３０ｄの穴５１ｄの径より小さい径を有している。したがって、これら金属板３０ａ、３０ｂ、３０ｃによって、プローブ支持板１２を高強度に維持することができる。なお、中間層の一の金属板３０ｃは、任意の位置に設けることができる。また、本実施の形態では、中間層の一の金属板３０ｃに穴５１ｃを形成していたが、中間層の複数の金属板３０ｃに穴５０ｃを形成してもよい。
【００５３】
また、複数の金属板３０の接合は、拡散接合によって行われるので、金属板３０を面接合することができ、接合面を高強度に保つことができる。
【００５４】
また、複数の金属板３０の上層には、研磨板として絶縁板３１が積層されているので、複数の金属板３０を積層して拡散接合することにより、当該複数の金属板３０が上下方向に歪んだ場合でも、絶縁板３１の表面を研磨して平坦にすることができる。このように絶縁板３１の表面が高い平面度を有するので、プローブ１１の支持部２２を所定の高さで絶縁板３１の表面に当接させ、プローブ１１の接触子２０を所定の高さに維持することができる。したがって、プローブ１１とウェハＷの電極との接触を安定させることができ、ウェハＷの電気的特性の検査を適正に行うことができる。
【００５５】
さらに、金属板３０にはウェハＷと同程度の熱膨張率を有する材料が用いられるので、例えば検査時にプローブ支持板１２やウェハＷが熱膨張しても、プローブ１１とウェハＷの電極を適切に接触させることができる。
【００５６】
なお、以上の実施の形態では、複数の金属板３０を拡散接合によって接合していたが、例えば複数の金属板３０をスポット溶接することにより接合してもよい。また、各金属板３０と絶縁板３１の貫通孔４０、４１にガイドピン７１を挿入して複数の金属板３０と絶縁板３１を接合していたが、各金属板３０と絶縁板３１に別途ガイド孔を設け、当該ガイド孔にガイドピン７１を挿入して複数の金属板３０と絶縁板３１を接合してもよい。
【００５７】
以上の実施の形態では、貫通孔４０の内側面に絶縁膜４２を形成していたが、この絶縁膜４２に代えて、図６に示すように絶縁性を有する貫通管８０を設けてもよい。貫通管８０は、絶縁膜４２と同様に貫通孔４０の内側面に設けられている。貫通管８０の内径はプローブ１１の接続端子２１の径に適合し、貫通管８０内にプローブ１１の接続端子２１を挿通させることができる。かかる場合でも、プローブ１１と金属板３０とを絶縁することができ、ウェハＷの電気的特性の検査の際に、金属板３０がプローブ１１の電気信号に影響することがない。
【００５８】
また、絶縁膜４２に代えて、図７に示すようにプローブ１１の表面に絶縁膜９０を形成してもよい。すなわち、貫通孔４０内を挿通する、プローブ１１の接続端子２１の表面に絶縁膜９０が形成される。絶縁膜９０は、例えば絶縁材料を電着することによって形成してもよく、あるいは絶縁材料を蒸着することによって形成してもよい。また、プローブ１１を絶縁材料内に浸漬させ、必要箇所以外の絶縁材料を除去して、絶縁膜９０を形成してもよい。かかる場合でも、プローブ１１と金属板３０を絶縁することができる。
【００５９】
なお、以上の実施の形態において、金属板３０ｄの穴５１ｄ内に例えば部品やセンサ等を装着してもよい。例えばモジュールとしてウェハＷ上に実装された電子部品や自己診断モジュール等の部品、あるいはプローブ支持板１２の温度を検出する温度センサやプローブ支持板１２にかかる圧力を検出する圧力センサ等のセンサなど、種々の部品やセンサを装着することができる。
【００６０】
以上の実施の形態では、研磨板として絶縁板３１が複数の金属板３０の上層に積層されていたが、図８に示すように研磨板として金属板１００を用いてもよい。金属板１００には、他の金属板３０と同様の材料、例えば４２アロイが用いられる。また金属板１００は、絶縁板３１の材質を変更したものであって、金属板１００の構造は絶縁板３１の構造と同様である。すなわち、金属板１００には、絶縁板３１と同様に貫通孔４１、穴５２、穴６０が形成されている。かかる場合、金属板１００の表面を研磨した後、当該金属板１００の表面に所定の膜厚の絶縁膜１０１が形成される。この絶縁膜１０１によって、プローブ１１と金属板１００が絶縁される。なお、絶縁膜１０１は、貫通孔４０の内側面の絶縁膜４２と共に形成してもよい。
【００６１】
以上の実施の形態のプローブ支持板１２は、種々の形状のプローブに適用することができる。例えば図９に示すようにプローブ１１０は、前記実施の形態のプローブ１１の接触子２０と接続端子２１との間に接続部１１１を有している。接続部１１１は、例えば左右に蛇行し且つ上下方向に延伸する中間部分が湾曲して形成され、上下方向に弾性を有している。なお、プローブ１１０のその他の構成は、図２に示したプローブ１１の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
かかる場合、プローブ支持板１２の複数の金属板３０のうち、例えば上層から７段の金属板３０の貫通孔４０ａは、他の金属板３０の貫通孔４０ｂの径よりも大きい径で形成される。貫通孔４０ｂの径は、前記実施の形態の貫通孔４０の径と同一である。また、絶縁板３１の貫通孔４１は、貫通孔４０ａと同じ径で形成される。これら貫通孔４０ａ、４１の径は、プローブ１１の接続部１１１の水平方向の幅より大きい径で形成されている。そして、貫通孔４０ａ、４１内に接続部１１１が配置される。
【００６３】
なお、接続部１１１と貫通孔４０ａ、４１と間には水平方向に所定の隙間が確保されているので、貫通孔４０ａの内側面に絶縁膜４２を形成する必要はなく、貫通孔４０ｂの内側面に絶縁膜４２を形成すればよい。
【００６４】
このようにプローブ支持板１２に形成される貫通孔４０、４１の形状を変更することで、プローブ支持板１２に挿入されるプローブの形状の自由度を広げることができる。
【００６５】
次に、他の実施の形態にかかる検査用接触構造体について説明する。
【００６６】
図１０に示すように検査用接触構造体２００は、複数のプローブ１１と、これら複数のプローブ１１を支持するプローブ支持板２１１を備えている。なお、プローブ１１の構成は、図２に示したプローブ１１の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００６７】
プローブ支持板２１１は、質量軽減構造として、例えば複数の板部材である、方形の絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２が上からこの順で積層され接合された３層構造を有している。最上層の絶縁板２２０と最下層の絶縁板２２２には、金属板２２１よりも比重が小さい材料、例えばガラスエポキシ樹脂が用いられる。絶縁板２２０、２２２は、金属板２２１の熱膨張率より大きい熱膨張率を有している。中間層の金属板２２１には、ウェハＷと同程度の熱膨張率を有し、高い強度を有する材料、例えば４２アロイが用いられる。なお、絶縁板２２０、２２２と金属板２２１の厚みは、任意に設定することができる。また、絶縁板２２０、２２２には他の材料、例えばセラミックを用いてもよい。さらに、金属板２２１にも他の材料、例えばコバール、インバー等のＮｉＦｅ合金、ステンレス鋼、シリコン等を用いてもよい。
【００６８】
絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２には、プローブ１１の接続端子２１を挿通させるための貫通孔２３０、２３１、２３２がそれぞれ形成されている。これら貫通孔２３０、２３１、２３２は、プローブ支持板２１１の厚み方向に連結され、連結された貫通孔２３０、２３１、２３２は、プローブ支持板２１１の厚み方向に貫通している。絶縁板２２０、２２２の貫通孔２３０、２３２は、プローブ１１の接続端子２１の径と適合する径を有している。したがって、貫通孔２３０、２３２によって、プローブ１１をプローブ支持板２１１の所定の位置に配置することができる。また、金属板２２１の貫通孔２３１は、絶縁板２２０、２２２の貫通孔２３０、２３２の径より大きい径を有している。したがって、プローブ１１は絶縁板２２０、２２２と接することはあっても、金属板２２１と直接接することはない。また、貫通孔２３０、２３１、２３２は、図１１及び図１２に示すように複数形成されている。
【００６９】
最上層の絶縁板２２０には、図１０に示すように穴２３３が形成されている。穴２３３は、プローブ１１の係止部２３に対応する位置に形成されている。また、穴２３３は、係止部２３の径より僅かに大きい径を有している。そして、穴２３３に接着剤を充填して、係止部２３が穴２３３に挿入される。こうして係止部２３がプローブ支持板２１１に固定される。
【００７０】
絶縁板２２０には、図１１及び図１２に示すように切り込み部２３４が形成されている。切り込み部２３４は、絶縁板２２０の厚み方向に貫通して形成され、絶縁板２２０を複数の領域に区画している。上述したように絶縁板２２０の熱膨張率は、金属板２２１の熱膨張率より大きいため、例えば検査時にプローブ支持板２１１が熱膨張した場合、絶縁板２２０は金属板２２１に比べて大きく膨張する。このため、絶縁板２２０が金属板２２１から剥がれたり、プローブ支持板２１１が歪む場合がある。この点、本実施の形態では、絶縁板２２０に切り込み部２３４が形成されているので、切り込み部２３４が絶縁板２２０と金属板２２１との熱膨張の差を吸収し、プローブ支持板２１１の形状を維持することができる。なお、切り込み部２３４は、絶縁板２２０が熱膨張しても、絶縁板２２０の貫通孔２３０と金属板２２１の貫通孔２３１がずれない位置に形成されている。すなわち、切り込み部２３４は、貫通孔２３０、２３１に挿入されるプローブ１１とウェハＷの電極の相対位置がずれないように絶縁板２２０を区画して形成されている。
【００７１】
また、絶縁板２２２にも、絶縁板２２０と同様に切り込み部２３５が形成されている。切り込み部２３５の形状や形成位置は、絶縁板２２０の切り込み部２３４と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
次に、上述したプローブ支持板２１１の製造方法について説明する。図１３は、プローブ支持板２１１の各製造工程を示している。
【００７３】
先ず、図１３（ａ）に示すように絶縁板２２０の所定の位置に複数の貫通孔２３０を形成する。また、絶縁板２２０の所定の位置に後述するガイドピン２４２を挿入するガイド孔２４０を形成する。なお、図示はしないが、絶縁板２２２についても同様に、絶縁板２２２の所定の位置に複数の貫通孔２３２とガイド孔２４０を形成する。
【００７４】
また、図１３（ｂ）に示すように金属板２２１の所定の位置に複数の貫通孔２３１を形成する。また、金属板２２１の所定の位置に後述するガイドピン２４２を挿入するガイド孔２４０を形成する。
【００７５】
その後、図１３（ｃ）に示すようにガイド２４１を用いて、絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２を積層する。ガイド２４１には、絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２のガイド孔２４０に対応する位置に、ガイドピン２４２が突出して設けられている。ガイドピン２４２は、ガイド孔２４０の径に適合する径を有している。また、ガイドピン２４２は、絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２が積層された場合の厚みより長く設けられている。そして、ガイド孔２４０をガイドピン２４２に沿わせて、絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２を積層する。このとき、絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２は、接着剤によってそれぞれ接合される。
【００７６】
絶縁板２２０、金属板２２１、絶縁板２２２が積層されると、ガイド２４１を取り除く。続いて、例えばダイサーを用いて、図１３（ｄ）に示すように絶縁板２２０、２２２の所定の位置に切り込み部２３４、２３５をそれぞれ形成する。
【００７７】
こうして、プローブ支持板２１１が製造される。
【００７８】
以上の実施の形態によれば、プローブ支持板２１１は、金属板２２１より比重が小さい絶縁板２２０、２２２を有しているので、従来のように複数の貫通孔のみが形成された金属板のみを積層した場合と比して、プローブ支持板２１１の質量を絶縁板２２０、２２２によって軽減することができる。したがって、プローブ支持板２１１の取り扱いが容易になる。
【００７９】
また、絶縁板２２０、２２２には、プローブ１１の接続端子２１の径に適合する径の微細な貫通孔２３０、２３２をそれぞれ形成している。すなわち、高い位置精度が要求される貫通孔２３０、２３２は、加工が容易な絶縁板２２０、２２２に形成されている。一方、金属板２２１には、貫通孔２３０、２３２の径より大きい径、すなわち接続端子２１の径より大きい径の貫通孔２３１を形成している。すなわち、高い位置精度が要求されない貫通孔２３１は、比較的加工が困難な金属板２２１に形成されている。このように絶縁板２２０、２２２と金属板２２１を加工することによって、プローブ支持板２１１に所定の貫通孔２３０、２３１、２３２を効率よく形成することができる。
【００８０】
また、金属板２２１の貫通孔２３１は、絶縁板２２０、２２２の貫通孔２３０、２３２の径より大きい径を有しているので、金属板２２１とプローブ１１が絶縁される。これによって、ウェハの電気的特性の検査の際に、金属板２２１がプローブ１１の電気信号に影響することがない。
【００８１】
また、絶縁板２２０、２２２には、切り込み部２３４、２３５がそれぞれ形成されているので、例えば検査時にプローブ支持板２１１が熱膨張した場合でも、絶縁板２２０、２２２が金属板２２１から剥がれたり、プローブ支持板２１１が歪むことがない。したがって、検査時にプローブ１１とウェハＷの電極との接触を安定させることができ、ウェハＷの電気的特性の検査を適正に行うことができる。
【００８２】
さらに、金属板２２１にはウェハＷと同程度の熱膨張率を有する材料が用いられるので、例えば検査時にプローブ支持板２１１やウェハＷが熱膨張しても、プローブ１１とウェハＷの電極を適切に接触させることができる。
【００８３】
また、絶縁板２２０、２２２の加工は安価であるため、絶縁板２２０、２２２に高い位置精度が要求される貫通孔２３０、２３２を形成しても、プローブ支持板２１１の製造コストを低廉化することができる。
【００８４】
以上の実施の形態のプローブ支持板２１１は、種々の形状のプローブに適用することができる。例えばプローブ支持板２１１は、図１４に示すようにプローブ１１０を支持することができる。なお、プローブ１１０の構成は、図９に示したプローブ１１０の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００８５】
かかる場合、絶縁板２２０の貫通孔２３０と金属板２２１の貫通孔２３１は、絶縁板２２２の貫通孔２３２の径よりも大きい径で形成される。貫通孔２３０と貫通孔２３１の径は同一である。これら貫通孔２３０、２３１の径は、プローブ１１０の接続部１１１の水平方向の幅より大きい径で形成されている。そして、貫通孔２３０、２３１内に接続部１１１が配置されている。なお、貫通孔２３２の径は、プローブ１１０の接続端子２１の径に適合している。
【００８６】
なお、接続部１１１と貫通孔２３０、２３１と間には水平方向に所定の隙間が確保されているので、接続部１１１と金属板２２１が接触することはなく、貫通孔２３１の内側面に絶縁膜を形成する必要はない。
【００８７】
このようにプローブ支持板２１１に形成される貫通孔２３０、２３１、２３２の形状を変更することで、プローブ支持板２１１に挿入されるプローブの形状の自由度を広げることができる。
【００８８】
なお、以上の実施の形態において、図１５に示すように絶縁板２２０に方形の貫通孔２３０を形成してもよい。この場合、金属板２２１にも方形の貫通孔２３１が形成される。そして、これら貫通孔２３０、２３１内に、複数のプローブ１１０が水平方向に並べて配置される。かかる場合、貫通孔２３１を大きくできるので、金属板２２１をさらに容易に加工することができる。また、貫通孔２３０、２３１を大きくした分、プローブ支持板２１１の質量をさらに軽減することができる。
【００８９】
また、以上の実施の形態において、最下層の絶縁板２２２の貫通孔２３２は、絶縁板２２２の上部に形成される上部貫通孔２３２ａと下部に形成される貫通孔２３２ｂとが連結して形成されていてもよい。この場合、下部貫通孔２３２ｂの径は、上部貫通孔２３２ａの径よりも大きい。また、上部貫通孔２３２ａの径は、プローブ１１０の接続端子２１の径に適合している。
【００９０】
絶縁板２２２に貫通孔２３２を形成する際に、絶縁板２２２の厚みが厚い場合には、例えば絶縁板２２２の上方と下方の両側から機械加工によって加工することがある。すなわち、絶縁板２２２に上部貫通孔と下部貫通孔をそれぞれ加工し、貫通孔２３２を形成する。かかる場合、上部貫通孔と下部貫通孔を高い位置精度で形成することは困難であり、上部貫通孔と下部貫通孔との間に段差が形成される場合がある。この状態でプローブ１１０の接続端子２１を貫通孔２３２に挿入すると、上部貫通孔と下部貫通孔の間の段差に接続端子２１が引っ掛かり、接続端子２１を挿通させることができない。この点、本実施の形態では、予め下部貫通孔２３２ｂの径を上部貫通孔２３２ａの径よりも大きくしているので、接続端子２１を貫通孔２３２に引っ掛かりなく挿入することができる。これによって、接続端子２１を貫通孔２３２に円滑に挿通させることができる。
【００９１】
なお、以上の実施の形態では、プローブ支持板２１１は３層構造を有していたが、２層の構造あるいは４層以上の構造であってもよい。また、金属板２２１は一枚の板であったが、複数の金属薄板を積層して金属板２２１を形成してもよい。同様に、絶縁板２２０、２２２についても、複数の絶縁薄板を積層して絶縁板２２０、２２２をそれぞれ形成してもよい。さらに、プローブ支持板２１１に、貫通孔２３０、２３１、２３２以外の中空部を形成してもよい。なお、この中空部は、図２に示した中空部５０と同様に形成することができる。
【００９２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、例えば半導体ウェハ等の被検査体の電気的特性を検査するための検査用接触構造体に有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  検査用接触構造体
１１  プローブ
１２  プローブ支持板
３０  金属板
３１  絶縁板
４０、４１  貫通孔
４２  絶縁膜
５０  中空部
５１、５２  穴
８０  貫通管
９０  絶縁膜
１００  金属板
１０１  絶縁膜
２００  検査用接触構造体
２１１  プローブ支持板
２２０、２２２  絶縁板
２２１  金属板
２３０、２３１、２３２  貫通孔
２３２ａ  上部貫通孔
２３２ｂ  下部貫通孔
２３４、２３５  切り込み部
Ｗ    ウェハ
【図１】
2011043377.tif 000003
【図２】
2011043377.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011043377.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011043377.tif 000008
【図７】
2011043377.tif 000009
【図８】
2011043377.tif 000010
【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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