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JP-2026077991-A - コンタクトプローブ及びその接触子、接触子の製造方法、当該接触子を用いたプローブシステム、パッケージ化されていない半導体装置のテスト方法、ならびに、テストされた半導体装置及びその製造方法

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Abstract

【課題】被測定物に対して機能性テストを実施するためのプローブシステムに用いられる 、コンタクトプローブの接触子を提供する。 【解決手段】接触子は、本体部と、接触先端部と、本体部と接触先端部の間に位置する先 端部遷移区間と、を備える。接触子において、被測定物に対して機能性テストを実施する とき被測定物に向いている底側は、本体部に位置する下側表面、接触先端部に位置する先 端部底面、および先端部遷移区間に位置する先端部遷移表面を含む。接触先端部において 、被測定物に接触するのに用いられる接触末端は先端部底面の前側に位置する。先端部底 面の後側と下側表面の間に段差を有する。先端部遷移表面は、高さが漸次変化し、下側表 面から先端部底面の後側まで延伸する。これにより、本発明の接触子は良好な精度および 構造的強度を有する。 【選択図】図１０

Inventors

  • 蘇 正年
  • 林 忠麒
  • 呉 卿華
  • 徐 先達

Assignees

  • 旺▲夕▼科技股▲分▼有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260310
Priority Date
20230728

Claims (20)

  1. コンタクトプローブの接触子であって、 被測定物に対して機能性テストを実施するためのプローブシステムに用いられ、 本体部と、 前記被測定物に接触するのに用いられる接触末端を有する接触先端部と、 前記本体部と前記接触先端部の間に位置する先端部遷移区間と、を備え、 前記接触子は、頂側および底側を有し、前記接触子が前記被測定物に対して機能性テス トを実施するとき、前記接触子の底側が前記被測定物に向いており、 前記接触子の底側は、前記本体部に位置する下側表面、前記接触先端部に位置する先端 部底面、および前記先端部遷移区間に位置する先端部遷移表面を含み、 前記接触末端は前記先端部底面の前側に位置し、 前記先端部底面の後側と前記下側表面の間に段差を有し、 前記先端部遷移表面は、高さが漸次変化し、前記下側表面から前記先端部底面の後側 まで延伸する ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  2. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記接触子は、前記段差を有する基板がカットプロセスを経て形成される ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  3. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記先端部遷移表面は、漸次変化遷移曲面および傾斜平面のうち少なくとも一つを含む ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  4. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記下側表面および前記先端部遷移表面の表面粗さは、前記先端部底面の表面粗さと異 なる ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  5. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記本体部は、薄肉区間、厚肉区間、および前記薄肉区間と前記厚肉区間の間に位置す る本体部遷移区間を含み、 前記下側表面は前記薄肉区間に位置し、 前記接触子の底側は、前記本体部の前記厚肉区間に位置する本体部底面、および、前記 本体部遷移区間に位置する本体部遷移表面をさらに含み、前記本体部底面と前記下側表面 の間に前記段差を有し、 前記本体部遷移表面は、高さが漸次変化し、前記下側表面から前記本体部底面まで延伸 する ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  6. 請求項５に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記本体部遷移表面は、漸次変化遷移曲面および傾斜平面のうち少なくとも一つを含む ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  7. 請求項５に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記下側表面、前記先端部遷移表面、および前記本体部遷移表面の表面粗さは、前記本 体部底面の表面粗さと異なる ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  8. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記本体部と前記先端部遷移区間の間に位置する延伸区間を、さらに備え、 前記本体部は、前記延伸区間、前記先端部遷移区間、および前記接触先端部の幅より広 い幅を有し、 前記下側表面は、一部が前記延伸区間に位置する ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  9. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記下側表面は平面である ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  10. 請求項１に記載のコンタクトプローブの接触子であって、 前記接触子の頂側は、前記本体部に位置する上側表面、及び前記接触先端部に位置する 先端部頂面を有し、 前記先端部頂面は、前記上側表面に対して傾斜するよう、前記上側表面から前記接触末 端まで延伸する ことを特徴とするコンタクトプローブの接触子。
  11. コンタクトプローブであって、 被測定物に対して機能性テストを実施するためのプローブシステムに用いられ、同軸ケ ーブルと、請求項１に記載の前記接触子と、を備え、 前記同軸ケーブルは、内側電気伝導体、外側電気伝導体、および前記内側電気伝導体と 前記外側電気伝導体の間に設けられている誘電体を含み、 前記接触子は、複数であり、 各前記接触子の頂側は前記本体部に位置する上側表面を有し、 各前記接触子の前記上側表面の一部が前記同軸ケーブルに固定されていることで、 各前記接触子の前記本体部が前記同軸ケーブルに固定されている位置から延伸し前 記同軸ケーブルの末端を通り過ぎ、 各前記接触子が前記同軸ケーブルの末端から延出するカンチレバーセグメントを含 み、 各前記接触子の前記接触先端部は前記カンチレバーセグメントの末端に位置し、 複数の前記接触子の先端部底面は互いに面一であり、 複数の前記接触子のうち、一つの第一接触子、および少なくとも一つの第二接触子を含 み、 前記第一接触子の上側表面は前記同軸ケーブルの前記内側電気伝導体に電気的に接続 かつ固定されており、 前記第二接触子の上側表面は前記同軸ケーブルの前記外側電気伝導体に電気的に接続 かつ固定されている ことを特徴とするコンタクトプローブ。
  12. コンタクトプローブであって、 被測定物に対して機能性テストを実施するためのプローブシステムに用いられ、回路基 板と、請求項１に記載の前記接触子と、を備え、 前記回路基板は複数の電気伝導回路を含み、 前記接触子は、複数であり、 各前記接触子の頂側は前記本体部に位置する上側表面を有し、 各前記接触子の前記上側表面の一部が前記回路基板の前記電気伝導回路に電気的に接 続かつ固定されていることで、 各前記接触子の前記本体部が前記回路基板に固定されている位置から延伸し前記回 路基板の末端を通り過ぎ、 各前記接触子が前記回路基板の末端から延出するカンチレバーセグメントを含み、 各前記接触子の前記接触先端部は前記カンチレバーセグメントの末端に位置し、 複数の前記接触子の先端部底面は互いに面一である ことを特徴とするコンタクトプローブ。
  13. 接触子の製造方法であって、 前記接触子は、被測定物に対して機能性テストを実施するためのコンタクトプローブに 用いられ、 前記接触子の製造方法は、 基板を提供するステップと、 前記基板の一部の材料を除去することで複数の前記接触子を定義するステップと、を含 み、 前記基板は、 電気伝導性材料により作られ、薄肉ブロック、少なくとも一つの厚肉ブロック、およ び、前記薄肉ブロックから前記厚肉ブロックまで厚みが漸増しながら延伸する少なくとも 一つの遷移ブロックを含み、 前記基板の上向側は、前記薄肉ブロックに位置する第一表面、前記厚肉ブロックに位 置する少なくとも一つの第二表面、および、前記遷移ブロックに位置する少なくとも一つ の遷移表面を含み、 前記第二表面は前記第一表面より高く、 前記遷移表面は、前記第一表面から前記第二表面まで高さが徐々に変化しながら延伸 し、 複数の前記接触子を定義するステップは、 前記基板の前記厚肉ブロックで、各前記接触子の接触先端部を定義するステップと、 前記基板の前記薄肉ブロックで、各前記接触子の本体部を定義するステップと、 複数の前記接触子の外部輪郭に基づいて、前記基板に対してカッティングを行うステ ップと、を含む ことを特徴とする接触子の製造方法。
  14. 請求項１３に記載の接触子の製造方法であって、 各前記接触子の前記接触先端部の形を整え、各前記接触先端部から、先端部頂面、先端 部底面、および、前記先端部頂面と前記先端部底面が交差するところに位置し前記被測定 物に接触するのに用いられる接触末端を形成させるステップを、さらに含む ことを特徴とする接触子の製造方法。
  15. 請求項１３に記載の接触子の製造方法であって、 前記基板は、前記薄肉ブロックの互いに対向する側に位置する二つの前記遷移ブロック 、および、二つの前記遷移ブロックにそれぞれ接続されている二つの厚肉ブロックを含み 、 前記基板の上向側は、それぞれ二つの前記厚肉ブロックに位置する二つの前記第二表面 、および、それぞれ二つの前記遷移ブロックに位置する二つの前記遷移表面を含み、 複数の前記接触子を定義するステップは、 二つの前記厚肉ブロックのうちの一方で、各前記接触子の前記接触先端部を定義する ステップと、 前記薄肉ブロック、および、二つの前記厚肉ブロックのうちの他方で、各前記接触子 の本体部を定義するステップと、を含む ことを特徴とする接触子の製造方法。
  16. 請求項１３に記載の接触子の製造方法であって、 前記基板は、一つの平板が面沈降プロセスを経て形成されており、 前記第一表面および少なくとも一つの前記遷移表面は、前記面沈降プロセスにより形成 され、 前記第一表面および少なくとも一つの前記遷移表面の表面粗さは、少なくとも一つの前 記第二表面の表面粗さと異なり、 前記面沈降プロセスは、前記基板の一部の材料を除去することで複数の前記接触子を定 義するステップより先に行われる ことを特徴とする接触子の製造方法。
  17. 基板に形成された被測定物に対して機能性テストを実施するのに用いられるプローブシ ステムであって、 前記被測定物は複数のコンタクトパッドを含み、 前記プローブシステムは、載置台、およびコンタクトプローブを備え、 前記載置台は前記基板を支持するために配置されており、 前記コンタクトプローブは、請求項１に記載の前記接触子を複数含み、前記接触子の前 記接触末端が前記被測定物の前記コンタクトパッドに接触することで、前記コンタクトプ ローブと前記被測定物を電気的に接続させ、前記被測定物に対して機能性テストを実施す るのに用いられる ことを特徴とするプローブシステム。
  18. パッケージ化されていない半導体装置のテスト方法であって、 請求項１に記載の前記接触子を複数含む少なくとも一つのコンタクトプローブを提供す るステップと、 前記接触子を、パッケージ化されていない半導体装置の複数のコンタクトパッドに、機 械的にかつ電気的に接触させるステップと、 少なくとも一つの前記コンタクトプローブによりパッケージ化されていない半導体装置 に対してテストを行うステップと、を含む ことを特徴とするテスト方法。
  19. テストされた半導体装置の製造方法であって、 請求項１に記載の前記接触子を複数含む少なくとも一つのコンタクトプローブを提供す るステップと、 複数の前記接触子を、パッケージ化されていない半導体装置の複数のコンタクトパッド に、機械的にかつ電気的に接触させるステップと、 少なくとも一つの前記コンタクトプローブによりパッケージ化されていない半導体装置 に対してテストを行うステップと、を含む ことを特徴とする製造方法。
  20. テストされた半導体装置であって、 複数のコンタクトパッドを備え、 少なくとも一つのコンタクトプローブによる機械的にかつ電気的な接触によるテストプ ロセスが行われ、 前記コンタクトプローブは、請求項１に記載の前記接触子を複数含み、 前記テストプロセスは、複数の前記接触子の前記接触末端が複数の前記コンタクトパッ ドに接触することで行う ことを特徴とする半導体装置。

Description

本発明は、電子部品を検査測定するのに用いられるコンタクトプローブに関し、特に、 三次元式針先（３Ｄ ｔｉｐ）を有するコンタクトプローブ及びその接触子、接触子の製 造方法、当該接触子を用いたプローブシステム、パッケージ化されていない半導体装置の テスト方法、ならびに、テストされた半導体装置及びその製造方法に関する。 現行の三次元針先を有するコンタクトプローブの接触子は、微小電気機械技術により作 られ、三次元の針先構造が構築される。または、平面状の接触子を折り曲げることで三次 元の針先構造が形成される。これらの方法で作られた接触子は、精度および構造的強度が 良くないという問題がある。 具体的には、微小電気機械技術により作られた接触子は、材料を層ごとに積み重ねて成 形したものである。特に、このように直接に形成された接触子の接触先端部の場合、この 積み重ねプロセスは、各層の間において正確な位置合わせが困難である。よって、針先（ すなわち、接触先端部）の精度に問題が発生する。さらに明確に説明すると、各層が前の 層と正確に位置を合わせることで、最終構造が正確に形成されることを確保することがで きる。いずれの不正確な位置合わせも、精度の低下を招く。しかし、微小電気機械製造プ ロセスの積み重ねプロセスは、各層の間において、正確な位置合わせが困難である。よっ て、最終製品の精度が低下することを招く。 また、平面状の接触子を折り曲げることで三次元の針先構造を形成する製造方法は、曲 がった部分の折り目や曲線（ボンディングワイヤや微小なスリット）が著しく、材料に応 力集中が発生し、接触子の構造的完全性が低下し、接触子の構造的強度が低下して寿命が 短くなる。 本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第一実施形態によるプローブシステムの側面を示す概略図である。本発明の第一実施形態によるプローブシステムのコンタクトプローブの同軸ケーブル底面を示す概略図である。本発明の第一実施形態による接触子と被測定物の局部を示す概略図である。本発明の第二実施形態によるプローブシステムの側面を示す概略図である。本発明の第二実施形態によるプローブシステムのコンタクトプローブの回路基板の底面を示す概略図である。本発明の第三実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第三実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第三実施形態による接触子の製造方法を示す概略図である。本発明の第三実施形態による接触子と被測定物の局部を示す概略図である。本発明の第四実施形態による接触子の局部を示す立体概略図である。 出願人は、以下紹介する実施形態及び図面において、同一の符号は、同一又は類似の構 成要素又はその構造的特徴を表すことを、ここで説明する。図面中の構成要素および構造 は、例示の便宜のために、実際の比例および数量に基づいて図示されるのではなく、かつ 、実施可能であれば、異なる実施形態の特徴が相互に適用され得ることに留意されたい。 また、ある構成要素が別の構成要素上に設置されていることについて言及する場合、前述 の構成要素が別の構成要素の上に直接に配置されていること、または、前述の構成要素が 別の構成要素の上に間接的に配置されている、すなわち、２つの構成要素の間に１つ以上 の他の構成要素がさらに配置されていることを意味する。構成要素が他の構成要素の上に ”直接”設置された場合、二つの構成要素の間に他の構成要素が設置されていないことを 意味する。 （第一実施形態） 図１から８に示すように、本発明の第一実施形態による接触子の製造方法は、コンタク トプローブ３０の接触子４０Ａ、４０Ｂを製造するのに用いられる（図５を参照）。製造 方法は下記のステップａ）からステップｃ）を含む。 ステップａ）： 図１から３に示すように、一つの基板５０を提供する。基板５０は、電気伝導性材料に より作られる。基板５０は、一つの薄肉ブロック５１、一つの厚肉ブロック５２、および 、薄肉ブロック５１から厚肉ブロック５２まで厚みが漸増しながら延伸する一つの遷移ブ ロック５３を含む。基板５１の一つの上向側５４は、薄肉ブロック５１に位置する一つの 第一表面５４１、厚肉ブロック５２に位置する一つの第二表面５４２、および、遷移ブロ ック５３に位置する一つの遷移表面５４３を含む。第二表面５４２は第一表面５４１より 高い。遷移表面５４３は、第一表面５４１から第二表面５４２まで高さが徐々に変化しな がら延伸する。 さらに、このステップで提供される基板５０は、図２、３に示されている。基板５０は 、図１に示すような一つの平板６１が面沈降プロセスを経て形成されている。面沈降プロ セスは、ケミカルエッチング、レーザーエッチングなどが挙げられ、平板６１の局所の厚 みを減らすのに用いられ、平板６１の上側に向いている一つの平面６１１の局所の面が沈 降することで、基板５０の第一表面５４１および遷移表面５４３を形成するようにする。 平板６１の平面６１１のうち、沈降していない部分は、基板５０の第二表面５４２を形成 する。よって、面沈降プロセスを経て形成された第一表面５４１および遷移表面５４３の 表面粗さは、本来の平板６１の平面６１１のから得られた第二表面５４２の表面粗さと異 なる。この面沈降プロセスにより、望ましい基板５０を迅速かつ容易に製造することがで きる。第一表面５４１と第二表面５４２は所定の段差を有し、遷移表面５４３は、第一表 面５４１と第二表面５４２を滑らかに接続する。例えば、 薄肉ブロック５１の厚みが６０ミクロンであり、厚肉ブロック５２の厚みが８０ミクロン であり、段差ｄが２０ミクロンである。表面粗さとは、表面輪郭の段差（ｒｏｕｇｈｎｅ ｓｓ）である。具体的には、実際の表面輪郭の絶対値偏差が、平均線に対する平均値（Ｒ ａ）である。そのため、顕微鏡で見ると、物体表面の違いが明確に分かる。例えば、光沢 、明るさなどの違いである。また、表面粗さの違いは、表面コーティング（Ｃｏａｔｉｎ ｇ）プロセスを経た後（例えばメッキプロセスを経た後）であっても、顕微鏡で顕著に見 える物体表面の違い（例えば光沢，明るさなどの違い）を含む。 ステップｂ）： 図４、５に示すように、基板５０の一部の材料を除去することで複数の接触子４０Ａ、 ４０Ｂを定義する。接触子４０Ａ、４０Ｂを定義するステップは、基板５０の厚肉ブロッ ク５２で各接触子４０Ａ、４０Ｂの接触先端部４１を定義するステップと、基板５０の薄 肉ブロック５１で各接触子４０Ａ、４０Ｂの本体部４２を定義するステップと、接触子４ ０Ａ、４０Ｂの一つの外部輪郭Ｃに基づいて基板５０に対してカッティングを行うステッ プと、を含む。 図４、５に示すように、本実施形態による製造方法は、三本の接触子４０Ａ、４０Ｂを 同時に製造する。このステップでは、三本の接触子４０Ａ、４０Ｂが共同で構成する外部 輪郭Ｃに基づいてカッティングを行い、かつ、各接触子４０Ａ、４０Ｂが望ましい形状に 基づいてカッティングを行う。カッティングを行うステップにおいて、必要に応じて本体 部４２に対する接触先端部４１の位置を調整することができ、必ずしも、接触先端部４１ が本体部４２の一つの端面の中央に位置させる必要がない。図５に示すように、三本の接 触子４０Ａ、４０Ｂのうち、一つの比較的に短い接触子４０Ａ（本発明では第一接触子と も称する）、および二つの比較的に長い接触子４０Ｂ（本発明では第二接触子とも称する ）を含み、接触子４０Ａは接触子４０Ｂの間に位置する。このステップでは、三本の接触 子４０Ａ、４０Ｂの接触先端部４１は一つの連接部６２により連接されており、接触子４ ０Ｂの本体部４２は一つの連接部６３により連接されている。接触子４０Ａ、４０Ｂの製 造が完了するとき、後述の接触先端部の形を整えるステップにより、接続部６２が除去又 は分割され、接触子４０Ａ、４０Ｂの接触先端部４１は互いに離間する。図５に示す三本 の接触子４０Ａ、４０Ｂは、三つのプローブ先端を有する一つのプローブを構成する。テ ストの必要に応じて、プローブは、任意の適切な数のプローブ先端を含むことができる。 例えば、１つのプローブ先端、２つのプローブ先端、３つのプローブ先端、または３つ以 上のプローブ先端を含むことができる。一般的に２つのプローブ先端を含む場合、一つの 信号プローブ先端、および、一つの接地プローブ先端を含み、ＧＳ（接地－信号）プロー ブ先端配置とも呼ばれる。一般的に３つのプローブ先端を含む場合（図５に示すように） 、中央に位置する信号プローブ先端（すなわち接触子４０Ａ）、および、その両側に位置 する一対の接地プローブ先端（すなわち二つの接触子４０Ｂ）を含み、ＧＳＧ（接地－信 号－接地）プローブ先端配置とも呼ばれる。図４は、基板５０において、三本の接触子４ ０Ａ，４０Ｂが共同で構成する外部輪郭Ｃを有する一本のＧＳＧプローブを例示している が、これに限定されるものではない。例えば、基板５０において、同一、および／または 、異なる外部輪郭Ｃを有する複数のプローブを定義することもできる。 このステップｂ）が完了するとき、接触子４０Ａ，４０Ｂは、図６に示すような側面形 状を有する。各接触子４０Ａ、４０Ｂは、基板５０の厚肉ブロック５２により形成された 接触先端部４１、基板５０の薄肉ブロック５１により形成された本体部４２、および、基 板５０の遷移ブロック５３により形成されかつ本体部４２と接触先端部４１の間に位置す る一つの先端部遷移区間４３を含む。 ステップｃ）： 図６、７に示すように、接触子４０Ａ、４０Ｂの接触先端部４１の形を整える（ｓｈａ ｒｐ）ステップは、例えば、研磨布で研磨する（ｌａｐｐｉｎｇ）ことが挙げられ、各接 触先端部４１に、先端部頂面４１１、先端部底面４１２、および、先端部頂面４１１と先 端部底面４１２が交差するところに位置する接触末端４１３を形成する。接触末端４１３ は、一つの被測定物２３の一つのコンタクトパッド２３１（図１０を参照）に接触するの に用いられる。 ここで、図７に示す接触子４０Ａ、４０Ｂの製造プロセスにおける配置方向、および実 際の使用時の配置方向は、図１０に示すとおりである。さらに明確に説明すると、接触子 ４０Ａ、４０Ｂは、一つの頂側４４および一つの底側４５を有する。図７は底側４５が上 に向いた状態を示す。接触子４０Ａ、４０Ｂが被測定物２３に対して機能性テストを実施 するとき、図１０に示すように、接触子４０Ａ、４０Ｂの底側４５は被測定物２３に向く 。 図７、１０に示すように、接触子４０Ａ、４０Ｂの底側４５は、本体部４２に位置する 一つの下側表面４２１、接触先端部４１に位置する先端部底面４１２、および先端部遷移 区間４３に位置する先端部遷移表面４３１を含む。接触末端４１３は先端部底面４１２の 一つの前側４１２ａに位置する。先端部底面４１２の一つの後側４１２ｂと下側表面４２ １の間に段差ｄを有する。先端部遷移表面は高さが漸次変化し下側表面４２１から先端部 底面４１２の後側４１２ｂまで延伸する。接触子４０Ａ、４０Ｂの頂側４４は、本体部４ ２に位置する一つの上側表面４２２、及び接触先端部４１に位置する先端部頂面４１１を 有する。先端部頂面４１１は、上側表面４２２に対して傾斜するよう、上側表面４２２か ら接触末端４１３まで延伸