(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパターン配線がフィルムの表面上に形成されパターン配線の先端がフィルムの先端部から突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブであって、
前記複数のパターン配線のうち前記コンタクトピンとされるものとは別に先端が前記フィルムから突出状態に配された位置決めピンを備え、
先端がフィルムの先端部から突出状態に配されて前記コンタクトピンと前記位置決めピンとされている前記複数のパターン配線が、メッキ製の同じ金属材料で形成され、前記フィルムに被着していることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
請求項１記載のコンタクトプローブにおいて、
前記位置決めピンは、少なくとも２本平行に配されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項３】
請求項１または２記載のコンタクトプローブにおいて、
前記位置決めピンは、少なくとも前記コンタクトピンが配される領域の両側に配されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項４】
複数のパターン配線をフィルムの表面上に形成しパターン配線の先端をフィルムの先端部から突出状態に配してコンタクトピンとし、前記複数のパターン配線のうち前記コンタクトピンとされるものとは別に先端を前記フィルムから突出状態に配して位置決めピンとしたコンタクトプローブの製造方法であって、
基板層の上に前記コンタクトピンおよび前記位置決めピンの材質に被着または結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、
前記第１の金属層の上にマスクを施してマスクされていない部分に前記パターン配線、前記コンタクトピンおよび前記位置決めピンに供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程と、
前記マスクを取り除いた第２の金属層の上に少なくとも前記コンタクトピンおよび前記位置決めピンに供される部分を除いてカバーする前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、
前記フィルムと第２の金属層とからなる部分および前記基板層と第１の金属層とからなる部分を分離する分離工程とを備えていることを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトプローブを備えたプローブ装置であって、
前記コンタクトプローブのコンタクトピンを位置決めする位置決め治具を備え、
該位置決め治具は、前記コンタクトプローブの位置決めピンを挿入して位置決めする位置決め孔または位置決めスリットを備えていることを特徴とするプローブ装置。
【請求項６】
請求項５記載のプローブ装置であって、
前記位置決め治具の位置決め孔または位置決めスリットは、内側面に内側に突出した突起部が設けられていることを特徴とするプローブ装置。
【請求項７】
請求項４に記載のコンタクトプローブの製造方法を有し、前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置の製造方法であって、
前記コンタクトプローブのコンタクトピンを位置決め治具で位置決めした後に各コンタクトプローブを支持体に固定する位置決め工程を備え、
該位置決め工程は、前記コンタクトプローブの位置決めピンを前記位置決め治具に設けられた位置決め孔または位置決めスリットに挿入して位置決めすることを特徴とするプローブ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のプローブ装置の製造方法であって、
前記コンタクトプローブには、互いに突出量の異なる２種類の前記位置決めピンを設け、
前記位置決め工程は、前記２種類の位置決めピンのうち突出量の大きい方のみ前記位置決め孔または位置決めスリットに挿入し、突出量の小さい方は前記位置決め治具の表面に当接させることを特徴とするプローブ装置の製造方法。
【請求項９】
請求項４に記載のコンタクトプローブの製造方法を有し、前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置の製造方法であって、
前記コンタクトプローブのコンタクトピンを位置決め治具で位置決めした後に各コンタクトプローブを支持体に固定する位置決め工程を備え、
該位置決め工程は、前記コンタクトプローブの位置決めピンの先端を前記位置決め治具に設けられた位置決め切欠き部に突き当てて位置決めすることを特徴とするプローブ装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のプローブ装置の製造方法において、
前記位置決め切欠き部は、その切り欠き幅が内方に向けて漸次狭められて形成されていることを特徴とするプローブ装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のプローブ装置の製造方法において、
前記位置決め切欠き部は、前記位置決めピンの先端形状に応じた形状に形成されていることを特徴とするプローブ装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれかに記載のプローブ装置の製造方法において、
前記位置決め工程は、前記位置決めピンと前記位置決め切欠き部との間に電圧を印加するとともに、位置決めピンと位置決め切欠き部との間に流れる電流の有無を検出して位置決めを行うことを特徴とするプローブ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブピンやソケットピン等として用いられ、半導体ＩＣチップや液晶デバイス等の各端子に接触して電気的なテストを行うコンタクトプローブとその製造方法、および前記コンタクトプローブを用いたプローブ装置とその製造方法に関し、特に、フリップチップ等の面配置端子のウェーハ上のＩＣやペリフェラルやチップの２辺にパッドが配置されたＩＣを検査するためのものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体チップ又はＬＣＤ（液晶表示体）の各端子に接触させて電気的なテストを行うために、プローブカードが用いられている。
近年、ウェーハ上のＩＣを検査するために、例えば、特公平７−８２０２７号公報に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端が樹脂フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブの技術が提案されている。
また、フリップチップ等の面配置端子のウェーハ上のＩＣを検査するために、例えば、特開平１０−１８５９５１号公報に記載されているように、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に形成され、これらのパターン配線の各先端が樹脂フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブを垂直配置型にした技術が提案されている。
【０００３】
これらのコンタクトプローブは、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピンとすることによって、複数のコンタクトピンを高精度に配置することが可能となり、多ピン狭ピッチ化を図るとともに、複雑な多数の部品を不要とするものである。そして、近年のＬＳＩ等の電極ピッチにおける狭ピッチ化に対応するため、後者のコンタクトプローブでは、コンタクトピンを垂直に配置して、狭ピッチで３次元的な針配置を可能にするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のプローブ技術では、以下の課題が残されている。すなわち、上記コンタクトプローブでは、実際にプローブカードとして機能させる場合に、特にコンタクトすべき電極パッド若しくはバンプの数が多い面配置タイプに適用する場合においては、コンタクトプローブのコンタクトピンを正確に位置決めすることが困難であった。また、位置決めの際に実チップやマスクを用いて行っていたために、位置合わせに時間がかかるだけでなく、チップに対してθずれが生じてしまうことがあった。このため、１チップ上ではコンタクトピンが完全にパッドに一致していても実際にプローバーにおいてコンタクトを行う際には、θずれのために数チップコンタクトするとパッドからコンタクトピンがずれてくる現象が生じることもあった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、コンタクトピンをより高精度に位置決めすることができるコンタクトプローブとその製造方法、および前記コンタクトプローブを用いたプローブ装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載のコンタクトプローブでは、複数のパターン配線がフィルムの表面上に形成されパターン配線の先端がフィルムの先端部から突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブであって、前記複数のパターン配線のうち前記コンタクトピンとされるものとは別に先端が前記フィルムから突出状態に配された位置決めピンを備え、先端がフィルムの先端部から突出状態に配されて前記コンタクトピンと前記位置決めピンとされている前記複数のパターン配線が、メッキ製の同じ金属材料で形成され、前記フィルムに被着している技術が採用される。
【０００７】
このコンタクトプローブでは、複数のパターン配線のうちコンタクトピンとされるものとは別に先端がフィルムから突出状態に配された位置決めピンを備えているので、コンタクトプローブを設置する際に、位置決めピンを位置決め用の治具に形成された孔に突き刺す等によってコンタクトピンが位置決めされる。
【０００８】
請求項２記載のコンタクトプローブでは、請求項１記載のコンタクトプローブにおいて、前記位置決めピンは、少なくとも２本平行に配されている技術が採用される。
【０００９】
このコンタクトプローブでは、位置決めピンが少なくとも２本平行に配されているので、位置決めの際に平行度を容易に保つことができる。
【００１０】
請求項３記載のコンタクトプローブでは、請求項１または２記載のコンタクトプローブにおいて、前記位置決めピンは、少なくとも前記コンタクトピンが配される領域の両側に配されている技術が採用される。
【００１１】
このコンタクトプローブでは、位置決めピンが少なくともコンタクトピンが配される領域の両側に配されているので、コンタクトピンが両側で支持されて、より高精度に位置決めすることができる。
【００１２】
請求項４記載のコンタクトプローブの製造方法では、複数のパターン配線をフィルムの表面上に形成しパターン配線の先端をフィルムの先端部から突出状態に配してコンタクトピンとし、前記複数のパターン配線のうち前記コンタクトピンとされるものとは別に先端を前記フィルムから突出状態に配して位置決めピンとしたコンタクトプローブの製造方法であって、基板層の上に前記コンタクトピンおよび前記位置決めピンの材質に被着または結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、前記第１の金属層の上にマスクを施してマスクされていない部分に前記パターン配線、前記コンタクトピンおよび前記位置決めピンに供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程と、前記マスクを取り除いた第２の金属層の上に少なくとも前記コンタクトピンおよび前記位置決めピンに供される部分を除いてカバーする前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、前記フィルムと第２の金属層とからなる部分および前記基板層と第１の金属層とからなる部分を分離する分離工程とを備えている技術が採用される。
【００１３】
このコンタクトプローブの製造方法では、第１の金属層の上にマスクを施してマスクされていない部分にパターン配線、コンタクトピンおよび位置決めピンに供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程を備えているので、位置決めピンもコンタクトピンと同様の工程で同時にフォトリソグラフィ技術で形成できることから、互いの位置関係について精度を極めて高くすることができる。
【００１４】
請求項５記載のプローブ装置では、請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトプローブを備えたプローブ装置であって、前記コンタクトプローブのコンタクトピンを位置決めする位置決め治具を備え、該位置決め治具は、前記コンタクトプローブの位置決めピンを挿入して位置決めする位置決め孔または位置決めスリットを備えている技術が採用される。
【００１５】
また、請求項７記載のプローブ装置の製造方法では、請求項４に記載のコンタクトプローブの製造方法を有し、前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置の製造方法であって、前記コンタクトプローブのコンタクトピンを位置決め治具で位置決めした後に各コンタクトプローブを支持体に固定する位置決め工程を備え、該位置決め工程は、前記コンタクトプローブの位置決めピンを前記位置決め治具に設けられた位置決め孔または位置決めスリットに挿入して位置決めする技術が採用される。
【００１６】
これらのプローブ装置およびプローブ装置の製造方法では、位置決めピンを位置決め治具に設けられた位置決め孔または位置決めスリットに挿入して位置決めするので、位置決めピンを位置決め孔または位置決めスリットに挿入するだけで各コンタクトプローブ間のコンタクトピンを互いに高精度に位置決めすることができる。また、位置決めピンを位置決め孔または位置決めスリットに挿入すれば、挿入方向（垂直配置型では、垂直方向（Ｚ方向））についても高い位置精度を得ることができる。
【００１７】
請求項６記載のプローブ装置では、請求項５記載のプローブ装置であって、前記位置決め治具の位置決め孔または位置決めスリットは、内側面に内側に突出した突起部が設けられている技術が採用される。
【００１８】
このプローブ装置では、位置決め治具の位置決め孔または位置決めスリットが、内側面に内側に突出した突起部が設けられているので、位置決めピンを挿入した際、位置決めピンが突起部に当接して一定方向に寄せられることから、位置決め孔内または位置決めスリット内でのがたつきが抑制される。
【００１９】
請求項８記載のプローブ装置の製造方法では、請求項７記載のプローブ装置の製造方法であって、前記コンタクトプローブには、互いに突出量の異なる２種類の前記位置決めピンを設け、前記位置決め工程は、前記２種類の位置決めピンのうち突出量の大きい方のみ前記位置決め孔または位置決めスリットに挿入し、突出量の小さい方は前記位置決め治具の表面に当接させる技術が採用される。
【００２０】
このプローブ装置の製造方法では、位置決め工程において、２種類の位置決めピンのうち突出量の大きい方のみ位置決め孔または位置決めスリットに挿入し、突出量の小さい方は位置決め治具の表面に当接させるので、突出量の小さい位置決めピンが位置決め治具表面に当接して挿入方向がより正確に位置決めされる。
【００２１】
請求項９記載のプローブ装置の製造方法では、請求項４に記載のコンタクトプローブの製造方法を有し、前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置の製造方法であって、前記コンタクトプローブのコンタクトピンを位置決め治具で位置決めした後に各コンタクトプローブを支持体に固定する位置決め工程を備え、該位置決め工程は、前記コンタクトプローブの位置決めピンの先端を前記位置決め治具に設けられた位置決め切欠き部に突き当てて位置決めする技術が採用される。
【００２２】
このプローブ装置の製造方法では、位置決め工程において、コンタクトプローブの位置決めピンの先端を位置決め治具に設けられた位置決め切欠き部に突き当てて位置決めするので、位置決めピンの先端が位置決め切欠き部内で規制され、高精度に位置決めされる。
【００２３】
請求項１０記載のプローブ装置の製造方法では、請求項９記載のプローブ装置の製造方法において、前記位置決め切欠き部は、その切り欠き幅が内方に向けて漸次狭められて形成されている技術が採用される。
【００２４】
このプローブ装置の製造方法では、位置決め切欠き部の切り欠き幅が内方に向けて漸次狭められて形成されているので、位置決め切欠き部がテーパ状になっているために位置決めピンを突き当てるとピン先端が位置決め切欠き部内でずれ難く、より正確に位置決めされる。
【００２５】
請求項１１記載のプローブ装置の製造方法では、請求項９または１０記載のプローブ装置の製造方法において、前記位置決め切欠き部は、前記位置決めピンの先端形状に応じた形状に形成されている技術が採用される。
【００２６】
このプローブ装置の製造方法では、位置決め切欠き部が、位置決めピンの先端形状に応じた形状に形成されているので、位置決めピン先端と位置決め切欠き部とが互いに同様の形状になっているために嵌合的に突き当たり、位置決めピンが位置決め切欠き部内でずれ難く、さらに正確に位置決めされる。
【００２７】
請求項１２記載のプローブ装置の製造方法では、請求項９から１１のいずれかに記載のプローブ装置の製造方法において、前記位置決め工程は、前記位置決めピンと前記位置決め切欠き部との間に電圧を印加するとともに、位置決めピンと位置決め切欠き部との間に流れる電流の有無を検出して位置決めを行う技術が採用される。
【００２８】
このプローブ装置の製造方法では、位置決め工程において、位置決めピンと位置決め切欠き部との間に電圧を印加するとともに、位置決めピンと位置決め切欠き部との間に流れる電流の有無を対向するピンを１ピンづつ検出して通電を確認することで位置決めを行う。したがって、顕微鏡等で観察することなく、位置決めピンの位置決めが電気的検知により可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置とその製造方法の第１実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号１はコンタクトプローブ、２は樹脂フィルム、３および４はパターン配線、４は位置決めピンを示している。
【００３０】
本実施形態のコンタクトプローブ１は、図１に示すように、ポリイミド樹脂フィルム（フィルム）２の片面に金属で形成されるパターン配線３、４を張り付けた構造となっており、樹脂フィルム２の先端部からパターン配線３、４の先端が突出してコンタクトピン３ａおよび位置決めピン４ａとされている。
なお、前記パターン配線３と前記パターン配線４とは、互いに独立しており、パターン配線４から突出する位置決めピン４ａ自体は、プロービングに寄与しないものである。
【００３１】
また、位置決めピン４ａは、コンタクトピン３ａが配される領域の両側に互いに平行に複数突出しており、本実施形態では、コンタクトピン３ａより長く設定されている。
さらに、樹脂フィルム２は、コンタクトピン３ａが配される領域の両側、すなわち位置決めピン４ａの基端が位置する部分が突出して形成されたフィルム突出部２ａとされ、その突出量はコンタクトピン３ａの突出量より所定量だけ僅かに大きく設定されている。
前記コンタクトピン３ａは、湾曲部分または屈曲部分を有し、コンタクト圧が調整可能な形状とされている。
【００３２】
次に、上記コンタクトプローブ１を複数備えたプローブ装置７０について、図２から図４を参照して説明する。
【００３３】
前記プローブ装置７０（周囲のプリント基板は図示せず）は、図２から図４に示すように、コンタクトプローブ１を、端子電極の接触面に対して略垂直となるように複数配設し、且つそれらの樹脂フィルム２の各面間にスペーサ２ｅを介して並設したものである。前記スペーサ２ｅは、例えばセラミックス等の非導電性材からなり、コンタクトプローブ１を支持する支持体としても機能する。樹脂フィルム２の側部には、フィルム位置決め穴２ｈが設けられ、このフィルム位置決め穴２ｈに金属製の棒２ｊを挿通させている。
【００３４】
また、樹脂フィルム２におけるパターン配線３が形成された面の裏面には、図３に示すように、金属フィルム５００が設けられている。
該金属フィルム５００は、熱および水分によって変形し難いものが好ましく、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＣｕまたはＣｕ合金のうちいずれかのものが好適である。
【００３５】
なお、図３は、コンタクトプローブ１のパターン配線３に沿ったプローブ装置７０の断面図である。
さらに、図４に示すように、パターン配線３は、引き出し用配線１０を介してフレキシブル基板（ＦＰＣ）９の一端部に接続され、該フレキシブル基板９の他端部は、プリント基板２０に接続されて、プローブ装置７０が構成されている。
【００３６】
上記のように構成されたプローブ装置７０を用いて、面配置端子を有するＩＣチップのプローブテスト等を行う場合は、プローブ装置７０をプローバーに装着するとともにテスターに電気的に接続し、この状態で、コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａを端子電極の接触面にオーバードライブをかけて接触させる。さらに、所定の電気信号をパターン配線３のコンタクトピン３ａからウェーハ上のＩＣチップに送ることによって、該ＩＣチップからの出力信号がコンタクトピン３ａからテスターに伝送され、ＩＣチップの電気的特性が測定される。
【００３７】
次に、図５を参照して、コンタクトプローブ１の作製工程について工程順に説明する。
【００３８】
〔ベースメタル層形成工程〕
まず、図５の（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金属板（基板層）５の上に、Ｃｕ（銅）メッキによりベースメタル層（第１の金属層）６を形成する。
【００３９】
〔メッキ処理工程〕
（パターン形成工程）
このベースメタル層６の上にフォトレジスト層（マスク）７を形成した後、図５の（ｂ）に示すように、写真製版技術によりフォトレジスト層７に所定のパターンのフォトマスク８を施して露光し、図５の（ｃ）に示すように、フォトレジスト層７を現像してパターン配線３、４となる部分を除去して残存するフォトレジスト層７に開口部（マスクされていない部分）７ａを形成する。
【００４０】
なお、本実施形態においては、フォトレジスト層７をネガ型フォトレジストによって形成しているが、ポジ型フォトレジストを採用して所望の開口部７ａを形成しても構わない。
また、開口部７ａの形成手段は、本実施形態のフォトレジスト層７のように、フォトマスク８を用いた露光・現像工程を経て開口部７ａが形成されるものに限定されるわけではない。例えば、メッキ処理される箇所に予め孔が形成された（すなわち、予め、図５の（ｃ）の符号７で示す状態に形成されている）フィルム等でもよい。このようなフィルム等をマスクとして用いる場合には、本実施形態におけるパターン形成工程は不要である。
【００４１】
（電解メッキ工程）
そして、図５の（ｄ）に示すように、開口部７ａにパターン配線３、４となるＮｉまたはＮｉ合金層（第２の金属層）Ｎをメッキ処理により形成した後、図５の（ｅ）に示すように、フォトレジスト層７を除去する。
【００４２】
〔フィルム被着工程〕
次に、図５の（ｆ）に示すように、ＮｉまたはＮｉ合金層Ｎの上であって、図１に示したパターン配線３、４の先端部、すなわちコンタクトピン３ａおよび位置決めピン４ａとなる部分以外に、樹脂フィルム２を接着剤２ａにより接着する。
【００４３】
樹脂フィルム２は、ポリイミド樹脂ＰＩに金属フィルム（銅箔）５００が一体に設けられた二層テープである。特に樹脂フィルム２では、このフィルム被着工程の前までに、二層テープのうちの銅面５００に、写真製版技術を用いて銅エッチングを施して、グラウンド面を形成しておく。そして、このフィルム被着工程では、二層テープのうちの樹脂面ＰＩを接着剤２ａを介してＮｉまたはＮｉ合金層Ｎに被着させる。
なお、金属フィルム５００は、銅箔に加えて、Ｎｉ、Ｎｉ合金等でもよい。
【００４４】
〔分離工程〕
次に、図５の（ｇ）に示すように、樹脂フィルム２、パターン配線３、４およびベースメタル層６からなる部分を、支持金属板５から分離させた後、Ｃｕエッチングを経て、樹脂フィルム２にパターン配線３、４のみを接着させた状態とする。
この分離工程により、コンタクトピン３ａおよび位置決めピン４ａが樹脂フィルム２から突出状態に形成される。
【００４５】
〔金コーティング工程〕
そして、露出状態のパターン配線３、４に、図５の（ｈ）に示すように、Ａｕメッキを施し、表面にＡｕ層ＡＵを形成する。このとき、樹脂フィルム２から突出状態とされたコンタクトピン３ａおよび位置決めピン４ａでは、その先端部の全周に亙る表面全体にＡｕ層ＡＵが形成される。なお、位置決めピン４ａは、プロービングに用いないため、金コーティングを施さなくてもよい。
この後、コンタクトプローブ１を、ＩＣ用プローブとして所定形状に切り出す。
【００４６】
このコンタクトプローブ１の製造方法では、メッキ処理工程において、コンタクトピン３ａおよび位置決めピン４ａに相当する部分を、フォトリソグラフィ技術を用いることで形成しているので、製造工程の増加を極力少なくできるとともに、多数のコンタクトピン３ａおよび位置決めピン４ａを同時にかつ互いに高精度な位置関係で形成することができる。
【００４７】
次に、図２、図６および図７を参照して、プローブ装置７０の製造方法、特に各コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａの位置決め方法について説明する。
【００４８】
まず、各コンタクトプローブ１を、図２に示すように、スペーサ２ｅおよび棒２ｊによって未固定な状態で仮組立しておく。そして、この状態で、各コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａの位置決めを、位置決め治具４０を用いて行う。
該位置決め治具４０は、図２および図６に示すように、板状の部材であり、所定の位置に貫通孔である位置決め孔４１が複数形成されている。
【００４９】
なお、これらの位置決め孔４１は、上述したコンタクトプローブ１の製造方法のように、同様のフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成されたものである。
さらに、位置決め孔４１は、図７の（ａ）（ｂ）に示すように、その内側面に内側に突出した突起部４１ａが設けられている。
【００５０】
〔位置決め工程〕
位置決め治具４０による位置決めを行うには、まず、図２および図６の（ａ）（ｂ）に示すように、各コンタクトプローブ１の位置決めピン４ａを対応する各位置決め孔４１に挿入する。そして、各位置決めピン４ａを、位置決め治具４０に樹脂フィルム２（フィルム突出部２ａ）が接触する位置まで完全に差し込んだ状態とする。
このとき、各コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａが、互いに位置決め孔４１によって拘束されて位置決めされる。
【００５１】
なお、各コンタクトピン３ａは、位置決め孔４１によって水平方向に位置決めされるが、完全に挿入した状態で位置決め治具４０がフィルム突出部２ａに当接するので、各コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａの高さ位置についても同時に位置決めされる。なお、コンタクトピン３ａの突出量をフィルム突出部２ａより小さく設定しているのは、フィルム突出部２ａとコンタクトピン３ａとの突出位置（突出量）を同じにすると、差し込み時にコンタクトピン３ａが位置決め治具４０に当たって痛むおそれがあるためである。
【００５２】
また、本実施形態では、挿入した位置決めピン４ａが突起部４１ａに当接して一定方向、すなわち、図７の（ａ）（ｂ）に示すように、突起部４１ａに対向する内側面４１ｂ側に寄せられて位置決めされることから、位置決め孔４１内でがたつかず、高精度に位置決めされる。なお、位置決め孔４１のような完全な孔ではなく、位置決めピンが差し込み可能なスリット（位置決めスリット）でも構わない。
【００５３】
〔固定工程〕
次に、この状態を維持したまま、各コンタクトプローブ１をメカニカル部材（図示略）でクランプ固定若しくはエポキシ樹脂等で固定し、位置ずれが生じないようにする。
【００５４】
〔切断工程〕
さらに、フィルム突出部２ａを、図６の（ｃ）に示すように、その中間部分で切断し、プロービングに邪魔とならないように位置決めピン４ａおよび位置決め治具４０を分離する。すなわち、この位置決め治具４０は、位置決めのために何度も使用することが可能である。なお、各コンタクトプローブ１を固定した後であるならば、前記切断前に位置決め孔４１から位置決めピン４ａを抜いて、位置決め治具４０をコンタクトプローブ１から離しても構わない。
【００５５】
このように本実施形態では、コンタクトプローブ１に設けられた位置決めピン４ａを位置決め治具４０の位置決め孔４１に挿入するため、高精度な位置決めを行うことができる。また、位置決めピン４ａもコンタクトピン３ａと同時にフォトリソグラフィ工程で作製するので、極めて高い位置精度を保つことができ、位置決めピン４ａとコンタクトピン３ａとの位置関係は極めて高い精度が得られ、実際にコンタクトしない位置決めピン４ａで位置を決めても全体として十分に高い精度が得られる。
【００５６】
なお、従来用いられているカンチレバータイプの針では、樹脂フィルムの所定の位置に穴を開け、そこにピンをたてることによって位置決めしているが、本実施形態では、直接プロービングしない位置決めピン４ａで位置決めするものである。すなわち、狭ピッチ化に伴ってピンが細くなってもコンタクトピン３ａを痛めることがない。
【００５７】
また、本実施形態では、貫通孔である位置決め孔４１に位置決めピン４ａを差し込んで位置決めしたが、所定深さに設定された有底の位置決め孔に位置決めピンを挿入すれば、位置決め孔の底に位置決めピンの先端が当接して、この場合も挿入方向（垂直方向）の位置決めを同時に行うことができる。
【００５８】
次に、本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置とその製造方法の第２実施形態を、図８および図９を参照しながら説明する。
【００５９】
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の位置決めピン４ａがコンタクトピン３ａより長く形成されているとともにフィルム突出部２ａの突出量がコンタクトピン３ａより所定量だけ僅かに大きく設定されていたのに対し、第２実施形態のコンタクトプローブ３１では、図８および図９に示すように、位置決めピン４ａがコンタクトピン３ａより短く形成されているとともにフィルム突出部２ａがコンタクトピン３ａより突出量が小さく設定されている点である。
【００６０】
また、第１実施形態のプローブ装置７０では、コンタクトプローブ１の位置決め、固定後にフィルム突出部２ａを切断して位置決めピン４ａおよび位置決め治具４０の分離を行っているのに対し、第２実施形態のプローブ装置８０では、コンタクトピン３ａに対向する領域に開口部５１が形成された位置決め治具５０を用い、コンタクトプローブ３１の各コンタクトピン３ａを位置決め治具５０の位置決め孔４１に挿入して位置決めした後に、位置決め治具５０とコンタクトプローブ３１とをエポキシ樹脂や半田付け等で固定したままとし、切断による分離を行わない点で異なる。
【００６１】
すなわち、本実施形態のコンタクトプローブ３１およびプローブ装置８０では、位置決めピン４ａおよびフィルム突出部２ａがコンタクトピン３ａより突出しないようにするとともに、開口部５１からコンタクトピン３ａが突出するように設定されているので、位置決め治具５０を位置決めピン４ａに完全に挿入した状態で互いに固定させても、開口部５１から突出したコンタクトピン３ａにより測定が可能となる。したがって、位置決め治具５０自体が各コンタクトプローブ３１の支持体としても機能し、また第１実施形態のような切断工程が不要となる。
【００６２】
次に、本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置とその製造方法の第３実施形態を、図１０を参照しながら説明する。
【００６３】
第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の位置決めピン４ａは全て同一の長さ（突出量）で形成されているとともに、全ての位置決めピン４ａを位置決め孔４１に挿入して位置決めするのに対し、第３実施形態では、コンタクトプローブ６１が、図１０に示すように、長さ（突出量）の異なる２種類の位置決めピン６１ａ、６１ｂを備え、コンタクトプローブ６１を備えたプローブ装置９０の製造方法では、長い方の位置決めピン６１ａを、第１実施形態と同様に、位置決め孔４１に挿入し、短い方の位置決めピン６１ｂを位置決め孔４１に挿入しないで位置決めを行う点である。
【００６４】
すなわち、本実施形態では、長い方の位置決めピン６１ａは第１実施形態と同様に位置決め孔４１に挿入されて水平方向の位置決めを行い、短い方の位置決めピン６１ｂは、位置決め治具４０の表面に当接して垂直方向を位置決めする機能を有している。位置決めピン６１ａ、６１ｂは、いずれも上述したリソグラフィ技術によって形成され、張り付ける工程で設けられる樹脂フィルム２に比べて高精度が得られることから、フィルム突出部２ａの先端で位置決めするより、位置決めピン６１ｂの先端でコンタクトピン３ａの垂直方向の位置決めを行う方が、より高い精度で組み込みを行うことができる。
【００６５】
次に、本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置とその製造方法の第４実施形態を、図１１から図１８を参照しながら説明する。
【００６６】
第４実施形態では、図１１および図１２に示すコンタクトプローブ１００を図１３および図１４に示すメカニカルパーツ（支持体）１６０に組み込んでプローブ装置（プローブカード）１７０が構成される。
コンタクトプローブ１００は、各辺に電極パッドが直列配置されたＩＣ用プローブとして所定形状に切り出したものである。
【００６７】
このコンタクトプローブ１００は、第１実施形態と同様に、ポリイミド樹脂フィルム（フィルム）１０２の片面に金属で形成されるパターン配線１０３、１０４を張り付けた構造となっており、樹脂フィルム１０２の先端部からパターン配線１０３、１０４の先端が突出してコンタクトピン１０３ａおよび位置決めピン１０４ａとされている。なお、位置決めピン１０４ａは、コンタクトピン１０３ａの両側にコンタクトピン１０３ａより突出させて配されている。
【００６８】
図１１に示すように、コンタクトプローブ１００の樹脂フィルム１０２には、コンタクトプローブ１００を位置合わせおよび固定するための位置合わせ孔１０２ｂおよび孔１０２ｃが設けられ、また、パターン配線１０３から得られた信号を引き出し用配線である接触端子１０３ｂを介してプリント基板１２０（図１３参照）に伝えるための窓１０２ｄが設けられている。
【００６９】
前記メカニカルパーツ１６０は、図１３に示すように、マウンティングベース１３０と、トップクランプ１４０と、ボトムクランプ１５０とからなっている。まず、プリント基板１２０の上にトップクランプ１４０を取付け、次に、コンタクトプローブ１００を取り付けたマウンティングベース１３０をトップクランプ１４０にボルト穴１４１にボルト１４２を螺合させて取り付ける（図１４参照）。
そして、ボトムクランプ１５０でコンタクトプローブ１００を押さえ込むことにより、パターン配線１０３が一定の傾斜状態に保たれる。
【００７０】
図１４は、組立終了後のプローブ装置１７０を示している。図１５に示すように、測定時には、パターン配線１０３の先端、すなわちコンタクトピン１０３ａが、マウンティングベース１３０により傾斜され、先端がＩＣチップＩに押し付けられて接触する。
マウンティングベース１３０には、コンタクトプローブ１００の位置を調整するための位置決めピン１３１が設けられており、この位置決めピン１３１をコンタクトプローブ１００の位置合わせ穴１０２ｂに挿入することにより、コンタクトプローブ１００をほぼ所定位置に位置合わせすることができるようになっている。
【００７１】
また、窓１０２ｄ内に配されたパターン配線１０３に、ボトムクランプ１５０の弾性体１５１を押しつけて、接触端子１０３ｂをプリント基板１２０の電極１２１に接触させ、パターン配線１０３から得られた信号を電極１２１を通して外部に伝えることができるようになっている。
【００７２】
上記のように構成されたプローブ装置１７０を用いて、ＩＣチップＩのプローブテスト等を行う場合は、プローブ装置１７０をプローバに挿着するとともにテスターに電気的に接続し、所定の電気信号をパターン配線１０３のコンタクトピン１０３ａからウェーハ上のＩＣチップＩに送ることによって、該ＩＣチップＩからの出力信号がコンタクトピン１０３ａからテスターに伝送され、ＩＣチップＩの電気的特性が測定される。
【００７３】
次に、プローブ装置７０の製造方法、特に各コンタクトプローブ１００のコンタクトピン１０３ａの位置決め方法について、図１６から図１８を参照して説明する。
【００７４】
コンタクトプローブ１００をメカニカルパーツ１６０に固定し、位置決めする場合、図１６および図１７に示すように、位置決め治具１８０を使用する。
該位置決め治具１８０は、平面上に設置された略四角形の板状体であって、対向する２辺の両端側に位置決めピン１０４ａに対応した位置決め切欠き部１８０ａが複数形成されている。これらの位置決め切欠き部１８０ａは、その切り欠き幅が内方に向けて漸次狭められてテーパ状にそれぞれ形成されている。
また、各位置決めピン１０４ａと位置決め切欠き部１８０ａとには、対向する１ピンに電圧源１８１および電流計１８２が接続され、各位置決めピン１０４ａと位置決め切欠き部１８０ａとの間に電圧が印加されている。
【００７５】
すなわち、コンタクトプローブ１００を位置決めするには、対向する一対のコンタクトプローブ１００の位置決めピン１０４ａ先端を位置決め切欠き部１８０ａに突き当てることにより位置決めする。このとき、位置決めピン１０４ａが位置決め切欠き部１８０ａに突き当たると両者間に電流が流れ、これを電流計１８２で検知することで位置決めされたことが電気的に判断でき、全位置決めピンの通電が確認されることで精度の高い位置決めができる。なお、位置決めされた後、位置決めピン１０４ａはカットされる。
【００７６】
本実施形態では、位置決め治具１８０の位置決め切欠き部１８０ａに位置決めピン１０４ａの先端を突き当ててコンタクトプローブ１００を位置決めするので、位置決めピン１０４ａの先端が位置決め切欠き部１８０ａ内で規制され、対向するコンタクトプローブ１００のコンタクトピン１０３ａを互いに高精度に位置決めすることができる。また、位置決めピン１０４ａの先端を位置決め切欠き部１８０ａに突き当てれば、ＸＹ方向（電極パッド表面に水平な方向）だけでなく、θ方向（電極パッド表面に対するコンタクトピン１０３ａの角度）についても高い位置精度を得ることができる。
【００７７】
本実施形態の他の例として、図１８に示すように、四方に配された互いに対向する２対のコンタクトプローブ１００を同様に位置決めするために、十字形状の位置決め治具１９０を採用しても構わない。この位置決め治具１９０は、四方の各位置決めピン１０４ａに対応した位置にそれぞれ位置決め切欠き部１９０ａが形成されている。なお、各位置決め切欠き部１９０ａに対して、対応する位置決めピン１０４ａが図１８中の矢印方向に突き当てられる。
【００７８】
次に、本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置とその製造方法の第５実施形態を、図１９および図２０を参照しながら説明する。
【００７９】
第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では位置決め治具１８０の位置決め切欠き部１８０ａがテーパ状であるのに対し、第５実施形態の位置決め治具２００の位置決め切欠き部２００ａは、位置決めピン１０４ａの先端形状に応じた矩形状に形成されている点である。
すなわち、本実施形態では、位置決め切欠き部２００ａが、位置決めピン１０４ａの先端形状に応じた形状に形成されているので、位置決めピン１０４ａ先端と位置決め切欠き部２００ａとが互いに同様の形状になっているために嵌合的に突き当たり、位置決めピン１０４ａが位置決め切欠き部２００ａ内でずれ難く、さらに正確に位置決めされる。
【００８０】
本実施形態の他の例として、図２０に示すように、コンタクトプローブ２１０の位置決めピン２１０ｂの先端形状をテーパ状に形成するとともに、位置決め治具２１１の位置決め切欠き部２１１ａの形状を、位置決めピン２１０ｂの先端形状に合わせたテーパ状に形成したものでもよい。
【００８１】
なお、上記の各実施形態においては、コンタクトプローブをプローブカードに用いたが、他の測定用治具等に採用しても構わない。例えば、ＩＣチップを内側に保持して保護し、ＩＣチップのバーンインテスト用装置等に搭載されるＩＣチップテスト用ソケット等に適用してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載のコンタクトプローブによれば、複数のパターン配線のうちコンタクトピンとされるものとは別に先端がフィルムから突出状態に配された位置決めピンを備え、先端がフィルムの先端部から突出状態に配されて前記コンタクトピンと前記位置決めピンとされている前記複数のパターン配線が、メッキ製の同じ金属材料で形成され、前記フィルムに被着しているので、位置決めピンを位置決め用の治具等に形成された孔に突き刺す等によってコンタクトピンを容易にかつ高精度に位置決めすることができ、プローブ装置への組み込み精度およびプロービングにおける位置精度の更なる向上を図ることができる。したがって、面配置や多数個取りのテストにおいて極めて高い位置精度でプロービングすることができ、かつ安定したコンタクトを得ることができる。さらに、今後の狭ピッチ、多ピン化にも対応させることができる。また、イニシャルの組込はもとより、コンタクトピンの破損時におけるコンタクトプローブ交換も正確にかつ容易に行うことができる。
【００８３】
請求項２記載のコンタクトプローブによれば、位置決めピンが少なくとも２本平行に配されているので、位置決めの際に平行度が容易に保つことができ、より位置決め精度を向上させることができる。
【００８４】
請求項３記載のコンタクトプローブによれば、位置決めピンが少なくともコンタクトピンが配される領域の両側に配されているので、コンタクトピンが両側で支持されて、簡易な構成で、より高精度に位置決めすることができる。
【００８５】
請求項４記載のコンタクトプローブの製造方法によれば、第１の金属層の上にマスクを施してマスクされていない部分にパターン配線、コンタクトピンおよび位置決めピンに供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程を備えているので、フォトリソグラフィ技術で位置決めピンもコンタクトピンと同時に形成できるとともに、互いに極めて高精度の位置関係で形成されるため、実際のコンタクトしないピンである位置決めピンで位置を決めても全体として十分に高い精度を得ることができる。
【００８６】
請求項５記載のプローブ装置および請求項７記載のプローブ装置の製造方法では、コンタクトプローブの位置決めピンを位置決め治具に設けられた位置決め孔または位置決めスリットに挿入して位置決めするので、位置決めピンを位置決め孔または位置決めスリットに挿入するだけで、容易にかつ高精度にコンタクトピンを位置決めすることができる。
【００８７】
請求項６記載のプローブ装置によれば、位置決め治具の位置決め孔または位置決めスリットが、内側面に内側に突出した突起部が設けられているので、位置決めピンを挿入した際、位置決めピンが突起部に当接して一定方向に寄せられることから、位置決め孔内または位置決めスリット内でがたつかず、さらに高精度に位置決めすることができる。
【００８８】
請求項８記載のプローブ装置の製造方法によれば、位置決め工程において、２種類の位置決めピンのうち突出量の大きい方のみ位置決め孔または位置決めスリットに挿入し、突出量の小さい方は位置決め治具の表面に当接させるので、フィルムを当接させて位置決めを行う場合に比べて、挿入方向の位置決めがより高精度に行うことができる。
【００８９】
請求項９記載のプローブ装置の製造方法によれば、位置決め工程において、コンタクトプローブの位置決めピンを位置決め治具に設けられた位置決め切欠き部に位置決めピンの先端を突き当てて位置決めするので、位置決めピンを位置決め切欠き部に突き当てるだけで、容易にかつ高精度にコンタクトピンを位置決めすることができる。
【００９０】
請求項１０記載のプローブ装置の製造方法によれば、位置決め切欠き部の切り欠き幅が内方に向けて漸次狭められて形成されているので、位置決め切欠き部がテーパ状になっているために位置決めピンを突き当て易くなるとともに、ピン先端が位置決め切欠き部内でずれ難く、より正確に位置決めを行うことができる。
【００９１】
請求項１１記載のプローブ装置の製造方法によれば、位置決め切欠き部が、位置決めピンの先端形状に応じた形状に形成されているので、位置決めピン先端と位置決め切欠き部とが互いに同様の形状になっているために嵌合的に突き当たり、位置決めピンが位置決め切欠き部内でずれず、さらに正確に位置決めを行うことができる。
【００９２】
請求項１２記載のプローブ装置の製造方法によれば、位置決め工程において、位置決めピンと位置決め切欠き部との間に電圧を印加するとともに、位置決めピンと位置決め切欠き部との間に流れる電流の有無を検出して位置決めを行うので、位置決めピンが位置決め切欠き部に突き当たった際に流れる電流を検知することで、顕微鏡等で観察することなく容易に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態におけるコンタクトプローブを示す平面図である。
【図２】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態における位置決め時のプローブ装置を示す斜視図である。
【図３】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態におけるプローブ装置を示すパターン配線に沿った断面図である。
【図４】  （ａ）は本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態におけるプローブ装置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図５】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態におけるコンタクトプローブの製造方法を工程順に示す要部断面図である。
【図６】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態におけるプローブ装置の製造方法を工程順に示す一部を断面にした平面図である。
【図７】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第１実施形態における位置決め治具の位置決め孔を示す平面図である。
【図８】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第２実施形態におけるプローブ装置の製造方法を工程順に示す一部を断面にした平面図である。
【図９】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第２実施形態におけるプローブ装置を示す斜視図である。
【図１０】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第３実施形態における位置決め時のコンタクトプローブの要部を示す平面図である。
【図１１】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第４実施形態におけるコンタクトプローブを示す平面図である。
【図１２】  図１１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１３】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第４実施形態におけるプローブ装置を示す分解斜視図である。
【図１４】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第４実施形態におけるプローブ装置を示す要部斜視図である。
【図１５】  図１４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１６】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第４実施形態におけるプローブ装置の製造方法を示すコンタクトプローブおよび位置決め治具の概略平面図である。
【図１７】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第４実施形態におけるプローブ装置の製造方法を示すコンタクトプローブおよび位置決め治具の概略正面図である。
【図１８】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第４実施形態におけるプローブ装置の製造方法の他の例を示す位置決め治具の平面図である。
【図１９】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第５実施形態におけるプローブ装置の製造方法を示すコンタクトプローブおよび位置決め治具の要部平面図である。
【図２０】  本発明に係るコンタクトプローブおよびプローブ装置の第５実施形態におけるプローブ装置の製造方法の他の例を示すコンタクトプローブおよび位置決め治具の要部平面図である。
【符号の説明】
１、３１、６１、１００、２１０  コンタクトプローブ
２  樹脂フィルム
２ａ  フィルム突出部
３、４、１０３、１０４  パターン配線
３ａ、１０３ａ、２１０ａ  コンタクトピン
４ａ、６１ａ、６１ｂ、１０４ａ、２１０ｂ  位置決めピン
５  支持金属板（基板層）
６  ベースメタル層（第１の金属層）
７  フォトレジスト層（マスク）
４０、５０、１８０、１９０、２００、２１１  位置決め治具
４１  位置決め孔
４１ａ  突起部
７０、８０、９０、１７０  プローブ装置
１８０ａ、１９０ａ、２００ａ、２１１ａ  位置決め切欠き部
Ｎ  ＮｉまたはＮｉ合金層（第２の金属層）
【図１】
0004185218.tif 000002
【図２】
0004185218.tif 000003
【図３】
0004185218.tif 000004
【図４】
0004185218.tif 000005
【図５】
0004185218.tif 000006
【図６】
0004185218.tif 000007
【図７】
0004185218.tif 000008
【図８】
0004185218.tif 000009
【図９】
0004185218.tif 000010
【図１０】
0004185218.tif 000011
【図１１】
0004185218.tif 000012
【図１２】
0004185218.tif 000013
【図１３】
0004185218.tif 000014
【図１４】
0004185218.tif 000015
【図１５】
0004185218.tif 000016
【図１６】
0004185218.tif 000017
【図１７】
0004185218.tif 000018
【図１８】
0004185218.tif 000019
【図１９】
0004185218.tif 000020
【図２０】
0004185218.tif 000021