專利名稱：接觸探針及其制造方法和檢查裝置以及檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在對(duì)半導(dǎo)體襯底或液晶顯示器等被檢查回路進(jìn)行電氣檢查的檢查裝置中使用的接觸探針及其制造方法。還涉及在該檢查中使用的檢查裝置和檢查方法。
背景技術(shù)：
對(duì)由半導(dǎo)體襯底或液晶顯示器等形成的回路的檢查，一般地，使用具有電極部(稱作探針卡等)的檢查裝置進(jìn)行，該電極部基于作為檢查對(duì)象的回路圖形配置了多個(gè)稱作接觸探針的接觸頭(或者接觸針)。為求得接觸探針小型化，例如，在特開2000-162241號(hào)公報(bào)中發(fā)表的，通過蝕刻和電鑄組合的方法，可以制造直徑為0.1mm以下的極細(xì)微接觸探針。至于該接觸探針一根一根的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在，在特愿2000-164407號(hào)中提出了如圖35所示的結(jié)構(gòu)。在該接觸探針是通過彈簧部52支持尖端部501。這個(gè)是使用如圖36所示的圖形的掩膜，通過蝕刻和電鑄而形成。
同樣地，使用蝕刻和電鑄制造探針的方法在特開平11-337575號(hào)公報(bào)等中也公開發(fā)表了。
一般，在被檢查回路的表面大多都形成氧化膜等絕緣膜。在檢查中為了確保良好的電氣接觸，必須要刺破在被檢查回路表面形成的自然氧化膜等絕緣膜。為了刺破絕緣膜最好適當(dāng)?shù)靥岣呓佑|壓。為此，在接觸探針的尖端，例如提出了如圖37那樣使尖端部501a削尖的方案。
但是，用通過蝕刻和電鑄形成導(dǎo)電性接觸探針的方法，因?yàn)槭且云矫鎴D形為基礎(chǔ)作三維形狀，這樣，即使使用圖37那樣的圖形作為所得到的接觸探頭的尖端突起的尖端部501a實(shí)際上會(huì)成為如圖38所示的三角柱形，成為線接觸。再有，也提出了使用如圖39所示的掩膜制作如圖40所示的接觸探針的方案，然而，此時(shí)尖端部501b也還形成三角柱形，成為線接觸。即，哪一種也成不了點(diǎn)接觸，不能將接觸壓提高到一定值以上。
再有，為了刺破絕緣膜必須提高接觸壓到規(guī)定程度，可是接觸探頭越纖細(xì)其本身強(qiáng)度越低，越難以提高荷重。再有，最好不對(duì)被檢查的襯底施加大的壓力。
作為有效地刺破絕緣膜的辦法，例如在特開平2000-292436號(hào)公報(bào)中發(fā)表的設(shè)計(jì)了使接觸探針本體轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。但是，該方法由于使用多個(gè)零件組裝，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以小型化，且免不了增加成本。
再有，接觸探針的尖端如針狀地尖銳為佳。在用蝕刻和電鑄制造接觸探針的方法中，因?yàn)槭峭ㄟ^以平面掩模為基礎(chǔ)作成的模型制造三維形狀，例如，既便使用打開如圖41A所示的形狀的窗口圖形作成接觸探針，其尖端的突出部91也成為如圖41B所示的立體圖那樣的三角柱狀。即對(duì)檢查回路形成線接觸，接觸面積增大，因此，產(chǎn)生為刺破絕緣膜必須用比必要的大的接觸壓接觸和為使尖端呈針尖狀還必須進(jìn)行其他加工的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一方面的目的是提供尖端部更尖銳并且能點(diǎn)接觸的接觸探針及其制造方法。
本發(fā)明第二方面的目的是提供即使施加低的接觸壓也能刺破被檢查回路表面的絕緣膜并可取得良好的電氣接觸的接觸探針的結(jié)構(gòu)及其制造方法，并且提供應(yīng)用接觸探針的檢查裝置和檢查方法。
為了達(dá)到上述目的，基于本發(fā)明第一方面的接觸探針具有尖端部，其由基于規(guī)定的圖形在一個(gè)方向形成的電鑄金屬層制成。上述尖端部通過具有通過機(jī)加工形成的和上述電鑄的形成方向斜交的斜面呈尖狀。由于通過采用該構(gòu)成尖端部成尖狀因此對(duì)于檢測對(duì)象不是線接觸，能形成點(diǎn)接觸，能提高接觸壓。
為了達(dá)到上述目的，基于本發(fā)明第一方面的接觸探針的制造方法包括電鑄工序，其使用在襯底上配置的，具有和接觸探針對(duì)應(yīng)形狀的圖形框，進(jìn)行電鑄而填平上述圖形框的間隙、形成金屬層；尖端加工工序，其將上述金屬層中要成為上述接觸探針尖端部的部分斜著削成尖；取出工序，其從上述圖形框中只取出上述金屬層。通過采用該工序，能將現(xiàn)有的尖端的三角柱部分加工成四面錐，能形成比現(xiàn)在尖的尖端部。其結(jié)果，對(duì)測量對(duì)象不是線接觸，能形成點(diǎn)接觸，能提高接觸壓。
在上述發(fā)明中理想的是上述尖端加工工序用刃的外緣剖面是V字形的轉(zhuǎn)動(dòng)刀，通過切削上述圖形框和上述金屬層的交界處進(jìn)行。通過采用該構(gòu)成，只作直線的切削就能在尖端部形成斜面。
在上述發(fā)明中理想的是上述尖端加工工序是通過放電加工切削上述金屬層的尖端。通過采用該方法不會(huì)使應(yīng)該成為接觸探針的尖端部的部分因荷重而變形，能夠進(jìn)行高精度的加工。
在上述發(fā)明中理想的是上述尖端加工工序包括形成突起工序，其在通過上述放電加工形成的加工面上利用放電加工痕形成突起。通過采用該工序，在接觸探針的尖端部形成突起，能提高接觸壓。
在上述發(fā)明中理想的是用比上述加工面硬度高、比成為上述加工面表面的材料電阻小的金屬覆蓋上述加工面，通過采用該構(gòu)成能提高微小突起的機(jī)械強(qiáng)度，能防止因接觸時(shí)的壓力而使微小突起的接觸部分損壞，同時(shí)能提高電氣接觸性。
在上述發(fā)明中理想的是上述圖形框是通過蝕刻在上述襯底上形成的抗蝕膜而形成圖形。通過采用該方法能高精度地形成圖形框。
在上述發(fā)明中理想的是上述圖形框是用模具成型的樹脂制的圖形框。通過采用該方法能容易地制成多個(gè)圖形框，使生產(chǎn)率提高。
為了達(dá)到上述目的，在基于本發(fā)明第二方面第一例的接觸探針，由尖端部和基部構(gòu)成；其尖端部在一端具有接觸被檢查回路的接觸端，其全體略成柱狀；其基部對(duì)著該尖端部的接觸端的相反側(cè)的另一端并且保持間隙而設(shè)置。通過按壓該尖端部與被檢查回路接觸，該尖端部和該基部接觸，并且通過進(jìn)一步壓緊，由于在接觸面產(chǎn)生移動(dòng)，所以使該尖端部在被檢查回路的表面平行移動(dòng)。這樣，在按壓接觸探針與被檢查回路接觸時(shí)，接觸探針的接觸端好象刨開被檢查回路的表面似地移動(dòng)，因而，能刨破表面的絕緣膜并與檢查回路可靠地接觸。在此，與尖端部的接觸端相反側(cè)的另一端形成相對(duì)該柱狀的尖端部的軸線非垂直的端面，與該另一端相對(duì)的基部的端面只要平行于該尖端部的端面就可以。在按壓接觸時(shí)，尖端部和基部的相對(duì)的端面互相壓接，通過進(jìn)一步壓緊，尖端部在面和面錯(cuò)開方向移動(dòng)，因而能獲得上述效果。從容易加工方面考慮相對(duì)的面是平行的平面是理想的，然而也不一定是平行的面，例如一方是突起狀也可以，只要尖端部和基部是在和被檢查回路的表面平行的方向相對(duì)地移動(dòng)配合就行。尖端部和基部是通過具有一定的反彈力并且具有導(dǎo)電性的連接部連接的結(jié)構(gòu)。尖端部、基部以及連接部通過蝕刻和電鑄形成一體。這樣，不組裝多個(gè)零件，而是用一個(gè)部件就能獲得理想的接觸探針，所以可能形成小型化和低成本化。這里，所謂蝕刻和電鑄加工，如眾所周知，是用理想形狀的掩膜通過紫外線或X線曝光，然后蝕刻制成定型的凹部，再通過電鑄用金屬填充該定型凹部這樣的方法。進(jìn)而，也包括以通過蝕刻和電鑄制作的模型為原型，利用該模型制造多個(gè)樹酯型，再使用各個(gè)樹酯型通過電鑄制造接觸探針的方法。通過這樣的方法，不用增加蝕刻的次數(shù)就能低價(jià)制造大量的接觸探針。
在基于本發(fā)明第二方面第二例的接觸探針，由尖端部和基部以及連接該尖端部和該基部的多個(gè)連接部構(gòu)成，其尖端部略成柱狀，在其一端具有接觸被檢查回路的接觸端；其基部是筒狀，和柱狀的尖端部的軸同軸設(shè)置。該各連接部在和該尖端部的軸方向垂直的平面內(nèi)成曲線狀；通過按壓該尖端部與被檢查回路接觸，使該尖端部以其軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。通過這樣簡單的構(gòu)造就能使尖端部轉(zhuǎn)動(dòng)，通過尖端部的轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸端刺破被檢查回路表面的絕緣膜，能獲得良好的接觸。再有，因?yàn)橹皇且约舛瞬亢突考捌溥B接部構(gòu)成簡單的結(jié)構(gòu)，所以能獲得小型、低成本的接觸探針。
基于本發(fā)明第二方面第三例的接觸探針，由本體部和支持部構(gòu)成；其本體部具有接觸被檢查回路的接觸端；其支持部位于該本體部近處，至少有1個(gè)。該支持部當(dāng)按壓該本體部與被檢查回路接觸時(shí)，與該本體部一起接觸被檢查回路配置，并且規(guī)定該支持部在按壓接觸方向具有比該本體部低的彈性常數(shù)。在將作為接觸探針尖端的接觸端按壓與被檢查回路接觸時(shí)，因?yàn)樵诒粰z查回路的表面形成的絕緣膜上接觸端發(fā)生滑動(dòng)，所以也有不能刺破絕緣膜取得良好接觸有效地施加接觸壓的情況。通過上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诮佑|接觸端的同時(shí)支持部被按壓接觸在被檢查回路的表面，所以能防止接觸部向橫方向滑動(dòng)，能使接觸部垂直地按壓接觸在回路上。該構(gòu)成單獨(dú)地使用也有效果，如果和上述第一例、第二例構(gòu)成一起使用就更有效果。
基于本發(fā)明第二方面的接觸探針的第四例設(shè)置了還原氣體氣路，其用于向接觸被檢查回路的部分吹還原氣體。還原氣體是具有能除去被檢查回路表面的氧化絕緣膜效果的氣體，如氯氣、氟氣等氣體。通過對(duì)接觸部吹還原氣體，能除掉接觸部近處的絕緣膜，能得到良好的電氣接觸。也能使還原氣體作用于被檢查回路全部表面，然而，由于具有只向接觸部吹氣的氣路，所以用少量氣體就能有效地除去絕緣膜，能將還原氣體對(duì)其他部件的影響抑制在最小限。
為了達(dá)到上述目的，在基于本發(fā)明第二方面制造第一例的檢查裝置，具有上述的任意一種接觸探針。通過采用該結(jié)構(gòu)，在被檢查回路的表面覆蓋著氧化膜時(shí)，也能通過接觸探針的尖端刨開氧化膜而確保導(dǎo)通，形成能進(jìn)行檢查的檢查裝置。
在基于本發(fā)明第二方面第二例制造的檢查裝置具有導(dǎo)入還原氣體機(jī)構(gòu)，其使被檢查回路接觸還原氣體；接觸探針，其在上述還原氣體氣氛中接觸上述被檢查回路。通過采用該構(gòu)成，在被檢查回路的表面覆蓋氧化膜時(shí)，也能通過還原氣體除去氧化膜，因此能形成在接觸探針接觸時(shí)更可靠地導(dǎo)通的檢查裝置。
在該檢查裝置的一例，接觸探針最好包括本體部，其具有接觸上述被檢查回路的接觸端；還原氣體氣路，其與該本體部鄰接設(shè)置，在該接觸端和上述被檢查回路接觸的部分吹上述還原氣體。這樣，因?yàn)槟軌蛑辉诒匾牟糠旨械卮颠€原氣體，所以能有效地使用少量還原氣體。或者在該檢查裝置的另一例最好具有氣腔，其使被檢查回路和接觸探針都保持在還原氣體的氣氛中。這樣，即使不考慮用于吹還原氣體的氣路的配置，也能使被檢查回路確實(shí)地接觸還原氣體。
為了達(dá)到上述目的，基于本發(fā)明第二方面的檢查方法，將被檢查回路配置于還原氣體中，使接觸探針接觸而取得電氣導(dǎo)通。通過采用該方法，在被檢查回路的表面被氧化膜覆蓋時(shí)，也能通過還原氣體除去氧化膜，因而，能形成接觸接觸探針時(shí)更可靠地導(dǎo)通的檢查方法。
在該檢查方法最好是上述的接觸探針是通過蝕刻和電鑄制造的接觸探針。特別是通過蝕刻和電鑄制造的接觸探針多用于細(xì)微而且高密度的回路檢查，因而氧化膜的存在就成為問題。對(duì)此，在本發(fā)明因?yàn)樵谟羞€原氣體的環(huán)境中在除去氧化膜的同時(shí)進(jìn)行檢查，所以能更確實(shí)地導(dǎo)通，能進(jìn)行正確有效的檢查。另外，也研究了在各接觸探針的側(cè)面配置噴咀而吹還原氣體的方法，然而，在細(xì)微并且高密度的回路的檢查中，在能夠配置接觸探針的有限的面積中再要取得設(shè)置噴咀的空間就成為問題。因此，與其設(shè)置噴咀吹還原氣體不如將檢查環(huán)境置于還原氣體之中而不要每一個(gè)接觸探針單獨(dú)設(shè)置噴咀。在該檢查方法，因?yàn)椴恍枰O(shè)置噴咀，所以能提高接觸探針的設(shè)置密度。


圖1是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第一工序的說明圖；圖2是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第二工序的說明圖；圖3是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第三工序的說明圖；圖4是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第四工序的說明圖；圖5是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第五工序的說明圖；圖6是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第六工序的說明圖；圖7是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第七工序的說明圖；圖8是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第八工序的說明圖；圖9是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的第九工序的說明圖；圖10A是現(xiàn)有的接觸探針的尖端部的立體圖，圖10B是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的尖端部的立體圖；圖11是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的轉(zhuǎn)動(dòng)刀的軌跡的說明圖；圖12是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法的轉(zhuǎn)動(dòng)刀的軌跡的其他形狀例的說明圖；圖13是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第一工序的說明圖；圖14是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第二工序的說明圖；圖15是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第三工序的說明圖；圖16是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第四工序的說明圖；圖17是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第五工序的說明圖；圖18是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第六工序的說明圖；圖19是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第七工序的說明圖；圖20是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第八工序的說明圖；圖21是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法的第九工序的說明圖；圖22是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例三的接觸探針的制造方法的第五工序的說明圖；圖23是基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例三的接觸探針的制造方法的第六工序的說明圖；圖24是表示基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例四的一實(shí)施例的平面圖；圖25A、圖25B是說明圖24的接觸探針的作用的圖；圖26A、圖26B、圖26C是模式表示圖24的接觸探針的局部結(jié)構(gòu)例的圖；圖27A、圖27B是表示基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例五的一實(shí)施例的圖，圖27A是俯視圖，圖27B是正面圖；圖28是說明圖27A、圖27B的接觸探針的作用的圖；圖29是表示基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例6的一實(shí)施例的平面圖；
圖30是表示基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例7的一實(shí)施例的圖；圖31是模式表示圖30的接觸探針的裝配狀態(tài)的剖面圖；圖32是表示基于本發(fā)明第二方面的檢查裝置的一例的剖面圖；圖33是基于本發(fā)明第二方面的檢查裝置的接觸探針的平面圖；圖34是表示基于本發(fā)明第二方面的檢查裝置的其他例的剖面圖；圖35是基于現(xiàn)有技術(shù)的接觸探針的第一例的立體圖；圖36是和基于現(xiàn)有技術(shù)的接觸探針的第一例對(duì)應(yīng)的掩膜圖形的平面圖；圖37是和基于現(xiàn)有技術(shù)的接觸探針的第二例對(duì)應(yīng)的掩膜圖形的尖端部的放大的平面圖；圖38是基于現(xiàn)有技術(shù)的接觸探針的第二例的尖端部的放大立體圖；圖39是和基于現(xiàn)有技術(shù)的接觸探針的第三例對(duì)應(yīng)的掩膜圖形的平面圖；圖40是基于現(xiàn)有技術(shù)的接觸探針的第三例的立體圖；圖41A、圖41B是表示通過蝕刻和電鑄制造的接觸探針的一例的圖，圖41A是平面圖，圖41B是表示尖端部的立體圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例一)參照圖1～9說明基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例一的接觸探針的制造方法。
首先，在具有導(dǎo)電性的襯底521的上面形成抗蝕膜522?？梢允褂肧US、Cu、Al等金屬襯底、Si襯底、玻璃襯底等用作襯底521。其中，在Si襯底、玻璃襯底等情況下預(yù)先要在襯底521的上面用濺射法形成Ti、Al、Cu、Ni、Mo或者它們的合金的金屬層，用作底基導(dǎo)電層527。再有，即使在使用金屬襯底的場合如果有必要，也可以用濺射法在金屬襯底上形成底基導(dǎo)電層。以下，參照

具有底基導(dǎo)電層527的情況。
如圖1所示，使用掩膜530，在抗蝕膜522的表面上照射發(fā)自同步加速發(fā)射光裝置的X線523。在此是采用X線蝕刻的方法，然而，也可以代替X線照射UV(紫外線)、使用UV蝕刻的方法。但是無論那一種方法，在顯像后都除去曝光部分524的抗蝕膜。其結(jié)果，如圖2所示地形成具有凹部525的圖形框。
如圖3所示，進(jìn)行電鑄、用金屬層526填充凹部525。作為金屬層526的材質(zhì)可以使用鎳、鈷、銅或者Ni-Co、Ni-Mn、Ni-Mo、Ni-W、Co-Mo、Co-W等合金。然后，如圖4所示，研磨上面、加工成理想的厚度。
如圖5所示，使刀的外緣剖面是V字形的轉(zhuǎn)動(dòng)刀轉(zhuǎn)動(dòng)、并以通過成為接觸探針的尖端部的部分和抗蝕膜522的交界面的方式進(jìn)給，形成剖面V字形的槽而斜著切削金屬層526中要成為尖端部的部分。這樣就獲得如圖6所示的構(gòu)造。至于轉(zhuǎn)動(dòng)刀541，例如可以使用切粒機(jī)。
如圖7所示，通過研磨或者再照射后顯像去除襯底521上殘留的抗蝕膜522。如圖8所示用蝕刻等方法去除底基導(dǎo)電層527?；蛘?，在沒有底基導(dǎo)電層527，在襯底521是金屬襯底時(shí)用蝕刻法等除去襯底521。可以使用濕腐蝕、干腐蝕兩種方法作為去除底基導(dǎo)電層527或者襯底521的蝕刻方法。如圖9所示，通過只取出金屬層526就能得到接觸探針。
由于通過刀的外緣剖面是V字形的轉(zhuǎn)動(dòng)刀541斜著切削金屬層526之中成為尖端部的部分，因此如果尖端部的形狀是如圖10A所示原來的形狀，就能形成如圖10B所示的形狀。即，通過從一方的側(cè)面斜著角度切取，能使尖端的三角柱部分成為四面錐體。如此地形成尖端的尖形，在用作接觸探針時(shí)對(duì)于測量對(duì)象就不是線接觸而是點(diǎn)接觸，能提高接觸壓。
再有，切削加工該尖端部在本實(shí)施方式是在研磨之后進(jìn)行，然而，也可以在研磨之前進(jìn)行。在此，通過轉(zhuǎn)動(dòng)刀541一起切削抗蝕層522和金屬層526，然而，也可以只取出金屬層526后進(jìn)行切削加工。
再有，斜著切削尖端部的方法也可以用轉(zhuǎn)動(dòng)刀541以外的其他加工方法。例如，也考慮用旋切加工、研磨加工等。
圖形框不限于一種接觸探針的形狀，如圖11所示，也可以是同時(shí)包括多種接觸探針形狀的圖形。此時(shí)，最好如圖11所示，將各種接觸探針的尖端部排列配置在一條直線上，只使轉(zhuǎn)動(dòng)刀541沿著用點(diǎn)劃線表示的軌跡移動(dòng)，這樣，一次就能進(jìn)行各種接觸探針的尖端部的加工。
再有，本發(fā)明第一方面是涉及尖端部加工的發(fā)明，不取決于彈簧形狀可以適用。例如，在圖11彈簧的形狀為S形，然而彈簧的形狀也可以不只一個(gè)而是連續(xù)多個(gè)S形形成的波形狀。再有，在圖11所示的例之外，例如，在具有如圖12所示的形狀的彈簧的接觸探針，也同樣地只使轉(zhuǎn)動(dòng)刀541沿著用點(diǎn)劃線所示的軌跡移動(dòng)就可以進(jìn)行加工。
(實(shí)施例二)參照圖13～圖21、圖8、圖9說明基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例二的接觸探針的制造方法。
如圖13所示，使用具有接觸探針的形狀為凸形的模具532，通過射出成形等形成樹酯型533。結(jié)果如圖14所示，得到具有凹形接觸探針形狀的樹酯型533。研磨該樹酯型533貫通凹部，制成如圖15所示的樹酯圖形框534。如圖16所示，準(zhǔn)備襯底521，其上面如同實(shí)施例一所示地形成底基導(dǎo)電層527，在底基導(dǎo)電層527上面粘貼圖形框534。其中，正如在實(shí)施例一說明的那樣，在襯底521是金屬襯底的場合，即使不設(shè)置底基導(dǎo)電層527也無妨。再有，也可以在襯底521上粘貼樹酯型533之后再研磨，使凹部貫通(沒作圖示)。如圖17所示，進(jìn)行電鑄，用金屬層526填充凹部525。關(guān)于金屬層526的材質(zhì)條件是與在實(shí)施例一所述的相同。然后，如圖18所示研磨上面，加工成理想的厚度。
如圖19所示，使刀的外緣剖面是V字形的轉(zhuǎn)動(dòng)刀541轉(zhuǎn)動(dòng)，并以通過成為接觸探針的尖端部的部分和樹酯圖形框534的交界面的方式進(jìn)給，形成剖面是V字形的槽而斜著切削金屬層526中要成為尖端部的部分。這樣就得到如圖20所示的構(gòu)造。
如圖21所示通過研磨或者再照射后的顯像除去在襯底521上殘留的樹酯圖形框534。以下和實(shí)施例一的制造方法相同。即，如圖8所示，用蝕刻等除去底基導(dǎo)電層527。和在實(shí)施例一說明的相同地在沒有底基導(dǎo)電層527時(shí)用蝕刻除去襯底521?？梢允褂脻窀g、干腐蝕兩種方法作為除去底基導(dǎo)電層527或者襯底521的蝕刻方法。如圖9所示地通過只取出金屬層526就能得到接觸探針。
用這樣的制造方法也和實(shí)施例一同樣地能制造尖端是尖形的接觸探針。因而作為接觸探針使用時(shí)對(duì)檢測對(duì)象不是線接觸而是點(diǎn)接觸，能提高接觸壓。
(實(shí)施例三)參照圖1～4、圖22、圖23、圖7～圖9說明基于本發(fā)明第一方面的實(shí)施例三的接觸探針的制造方法。
關(guān)于在圖1～圖4所示的工序是和在實(shí)施例一說明的工序相同。如圖4所示，在研磨金屬層526的上面加工成理想的厚度之后，在本實(shí)施方式，如圖22所示地進(jìn)行研磨去除抗蝕膜522。然后，如圖23所示地通過放電加工電極542進(jìn)行放電加工。放電加工電極542是尖端形成圓錐狀或者V字形的電極。用該放電加工對(duì)要成為接觸探針的尖端部的部分加工形成斜著的加工面。
在圖23所示的例中，在保持金屬層526粘接在襯底521的狀態(tài)進(jìn)行放電加工，然而也可以從襯底521上取下金屬層526之后再進(jìn)行放電加工。再有，在圖23所示的例中，接觸探針的尖端部形成如圖10B所示地從一側(cè)斜著切削成的形狀，然而，也可以對(duì)成為接觸探針的金屬層526從里外兩面分別進(jìn)行放電加工而使尖端部成為四面錐體那樣的形狀。再有，至于放電加工，在此顯示了使用放電加工電極542的型雕刻放電加工的實(shí)例，然而，如果同樣地能加工尖端部也可以使用金屬絲放電加工。
在通過放電加工時(shí)，在被加工面一整面上形成多條放電加工痕跡。一條條的放電加工痕是焊口狀的痕跡，其是因工件表面的金屬在微小的范圍熔化并且飛散而形成，該一條條的放電痕的周邊部具有在飛散時(shí)形成的突起，因而，利用放電加工痕跡能在加工面殘留微小突起。
在通過放電加工加工尖端部之后，進(jìn)行與在實(shí)施例一參照圖7～圖9說明的工序相同的工序。其結(jié)果能獲得如圖9所示的接觸探針。
如上所述地通過放電加工形成接觸探針時(shí)能得到和實(shí)施例一相同的效果，并且也還能得到如下的效果。即，通過由放電加工痕跡在加工面上形成的微小突起，能提高作為接觸探針使用時(shí)的接觸壓。其原因是在作為接觸探針按壓接觸在對(duì)象物上時(shí)，微小突起先于加工面本身碰接在對(duì)象物上，通過這樣會(huì)使接觸面積更小。
再有，即使用比加工面表面的硬度高、比形成加工面表面的金屬材料電阻小的金屬覆蓋具有該微小突起的接觸探針的尖端部也可以。作為這種金屬例如有Pd(鈀)和Rh(銠)。通過用這種金屬覆蓋接觸探針的尖端部能提高微小突起的機(jī)械強(qiáng)度、能防止微小突起接觸的部分因接觸時(shí)的壓力而破損。而且，因?yàn)楦采w微小突起的金屬的電阻小所以能提高電氣的接觸性。再有，作為用金屬覆蓋尖端部的方法，例如有電鑄、濺射、蒸鍍等。
在此，以實(shí)施例一為基本例，表示了適用放電加工的例，然而，也可以在實(shí)施例二采用圖22、圖23所示的工序代替圖19、圖20所示的工序，通過放電加工形成尖端部，此時(shí)也能獲得相同的效果。
根據(jù)以上所示的本發(fā)明第一方面，通過在接觸探針的尖端部具有斜面，形成比現(xiàn)有的接觸探針尖的形狀，因此，對(duì)于檢測對(duì)象不是線接觸而能形成點(diǎn)接觸，能提高接觸壓。其結(jié)果，能更確實(shí)地保證電氣接觸。
(實(shí)施例四)用圖24說明基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例四。圖24表示尖端部11和基部12通過連接部13連接、形成一體的接觸探針的平面圖。尖端部11在一端具有與被檢查回路接觸的接觸端，在基部12，設(shè)置對(duì)著尖端部的另一端14的面15并且保持間隙。再有，圖只表示平面圖，實(shí)際上是具有厚度的形狀，尖端部11具有以四角柱為基本例的剖面。因?yàn)檫B接部13具有一定的反彈力，所以在沒將接觸探針按壓接觸在被檢查回路上的狀態(tài)，其尖端部和基部之間保持著一定的間隙。
再有，構(gòu)成接觸探針的材料必須是電氣導(dǎo)通的金屬，在通過電鑄制造的場合，特別要使用鎳、鈷、銅或Ni-Cu、Ni-Mn、Ni-Mo、Ni-W、Co-Mo、Co-W等的合金。再有，通過蝕刻和電鑄的制造方法制造的接觸探針以直徑是100μm以下、長度是約1mm以下程度的細(xì)微的接觸探針為對(duì)象。以下只要無特別說明，在各方法的構(gòu)成相同。
通過圖25A、圖25B說明本接觸探針的作用。被檢查回路20由在襯底21上形成的導(dǎo)體22構(gòu)成，在其表面已經(jīng)形成了絕緣膜23。當(dāng)用大于連接部13的反彈力的力按壓尖端部11碰接在被檢查回路20的表面上時(shí)，尖端部11和基部12各自的相對(duì)的面14和15(參照圖24)接觸(圖25A)。因?yàn)榧舛瞬亢突渴侨鐖D所示地以斜的面相對(duì)，所以通過進(jìn)一步壓緊會(huì)在接觸面之間產(chǎn)生滑動(dòng)，在和軸交叉的方向會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)，結(jié)果，如圖25B箭頭所示地尖端部的接觸端在被檢查回路的表面上平行移動(dòng)，因而會(huì)刨開該表面的絕緣膜23的一部分。
再有，在該例尖端部和基部的相對(duì)的面成為平行的面，然而，例如圖26A、26B、圖26C中模式表示的那樣，一面是平面另一面是突起狀(圖26A)，或者都是曲面(圖26B)，或者是曲面和突起的配合(圖26C)等，只要是在按壓接觸時(shí)在和軸垂直的方向產(chǎn)生滑動(dòng)的配合就行。
(實(shí)施例五)再有，在圖27A、圖27B中表示了基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例五中的接觸探針的構(gòu)造的例。圖27B是正面圖，圖27A是其俯視圖。具有與被檢查回路接觸的接觸端的尖端部31通過兩根連接部33連接固定在與該尖端部同軸配置的圓筒狀的基部32上。各連接部33在圖27A的俯視圖中看時(shí)是略成圓弧狀的曲線狀，在具有一定的彈力支持著尖端部31的尖端部和基部上沿著同一圓周方向粘接固定。
在圖28表示按壓該接觸探針接觸被檢查回路時(shí)的狀態(tài)。在圖28中雙點(diǎn)劃線表示按壓接觸前的狀態(tài)，實(shí)線表示按壓接觸著的狀態(tài)，虛線表示隱藏在圓筒狀的基部內(nèi)的部分。通過按壓使連接部33在按壓方向產(chǎn)生彎曲。此時(shí)，因?yàn)檫B接部的長度是一定，所以曲線形狀在伸展方向變形，結(jié)果使尖端部31產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。通過該轉(zhuǎn)動(dòng)被檢查回路表面的絕緣膜就容易被刺破，就能獲得良好的電氣接觸。
(實(shí)施例六)參照圖29說明基于本發(fā)明第二方面的實(shí)施例六中的接觸探針。圖29是表示該接觸探針的平面圖。由具有接觸端的尖端部41和具有反彈力的連接部43以及基部42形成一體，構(gòu)成本體部，以該基部42作為共用部分和支持部50形成一體。支持部50由接觸被檢查回路的接觸部51和具有反彈力的彈簧部52構(gòu)成。本體部的尖端部41和支持部50的接觸部分51中的哪一個(gè)先接觸被檢查回路是任意的，然而，在本例成為支持部51先接觸的構(gòu)造，在通過支持部51的尖端的摩擦防止接觸探針在被檢查回路上滑動(dòng)后，能使尖端部41確實(shí)地接觸。在此，支持部的彈簧部52的反彈力必須比本體部的彈簧反彈力弱。因?yàn)椴贿@樣，受支持部的反彈力的阻礙，本體部的接觸壓不會(huì)有效地施加在被檢查回路上。
在本例，在本體部的側(cè)面設(shè)置一根支持部，然而，通過夾著本體部設(shè)置兩根或者多根，能更可靠地防止接觸端的位置偏移。
支持部的尖端不是以電氣接觸為目的。而是為了防止位置偏移，因此，其形狀沒有必要成為尖的，也可以是平面或曲面或者具有凹凸的形狀。再有，為了避免電氣接觸，支持部的材料最好是絕緣物，然而，也可以和本體部一體地用電鑄金屬形成。在金屬的場合，最好在支持部的尖端上施加絕緣覆蓋層。
(實(shí)施例七)參照圖30說明基于本發(fā)明的實(shí)施例七中的接觸探針。圖30表示該接觸探針的結(jié)構(gòu)例。為了明確地表示流路的結(jié)構(gòu)以A-A剖面圖作為正面圖，表示俯視、仰視、右側(cè)視各圖。在接觸探針本體部60的近處設(shè)置流通還原氣體的氣路管70。氣路管70是微細(xì)的筒狀，能引導(dǎo)還原氣體只到被檢查回路的接觸端近處。
在圖31中用剖面圖表示了裝配了這樣的接觸探針的探針卡的結(jié)構(gòu)，并附加關(guān)于供給還原氣體的說明。圖31表示三個(gè)在圖30中表示的接觸探針并列著的局部剖面。各接觸探針的電氣配線在探針卡襯底80的內(nèi)部成為互相獨(dú)立地配線(沒作圖示)。形成各接觸探針中具有的還原氣體氣路的氣路管70通過探針卡襯底80內(nèi)的孔連接著設(shè)置在探針卡襯底內(nèi)的共用的氣路81，通過在所設(shè)的共用氣路中供給還原氣體，能向各接觸部近處引導(dǎo)還原氣體(圖中用箭頭表示)。在此，即使是不設(shè)管狀體70，而通過探針卡內(nèi)的共用氣路和襯底的孔向各接觸探針的近處供給還原氣體的結(jié)構(gòu)，也能得到同樣的效果，然而最好設(shè)置管狀體的結(jié)構(gòu)。
圖32中表示了具有上述接觸探針的檢查裝置。該檢查裝置100具有探針卡襯底101，其配列了多個(gè)接觸探針105。如果將在表面具有被檢查回路103的IC襯底104設(shè)置在氣腔內(nèi)，通過使接觸探針105相對(duì)地接近并接觸被檢查回路103，可以進(jìn)行檢查。作為接觸探針105是具有在圖24、圖26A～圖26C、圖27A、圖27B、圖28、圖29、圖30各圖中表示的接觸探針中之任意一種都可以。
圖33表示接觸探針115。接觸探針115和圖30中表示的接觸探針相比不同點(diǎn)是不具有氣路管。在圖34表示了具有該接觸探針115的檢查裝置。該檢查裝置110具有探針卡襯底111，其配列了多個(gè)接觸探針115。如果將在表面具有被檢查回路103的IC襯底104設(shè)置在氣腔內(nèi)，通過眾所周知的導(dǎo)入還原氣體的方法(省略圖示)，可以在氣腔內(nèi)充滿還原氣體。結(jié)果，被檢查回路103被置于還原氣體112的環(huán)境中。在這個(gè)狀態(tài)中通過接觸探針115相對(duì)地接近并接觸被檢查回路103，就能進(jìn)行檢查。
根據(jù)以上所示的本發(fā)明第二方面可以得到構(gòu)造簡單并且即使是低接觸壓也能剌破被檢查回路表面、能確保合適的電氣接觸的接觸探針，例如通過蝕刻和電鑄能夠制造。
再有，本次發(fā)表的上述實(shí)施方式不是在所有的點(diǎn)上都局限于示例。本發(fā)明的范圍不是上述的說明，而是通過權(quán)利要求范圍表示的、包括與權(quán)利要求范圍均等的意義和范圍內(nèi)的全部的變更的內(nèi)容。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性基于本發(fā)明的接觸探針通過組裝在檢查裝置上，能夠使用在半導(dǎo)體襯底或液晶顯示器等裝置的電氣檢查中。
權(quán)利要求
1.一種接觸探針，其特征在于，由尖端部(11)和基部(12)構(gòu)成；其尖端部在一端具有接觸被檢查回路的接觸端，全體略成柱狀；其基部對(duì)著該尖端部(11)的接觸端的相反側(cè)的另一端并且保持間隙而設(shè)置；通過按壓該尖端部(11)與被檢查回路(20)接觸，該尖端部(11)和該基部(12)接觸，并且，通過接觸面(14，15)的偏移，該尖端部(11)在與被檢查回路(20)的表面平行方向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸探針，其特征在于，與尖端部(11)的接觸端相反側(cè)的另一端形成相對(duì)該柱狀的尖端部(11)的軸線非垂直的端面，與該另一端相對(duì)的基部(12)的端面平行于該尖端部的端面。
3.如權(quán)利要求1所述的接觸探針，其特征在于，尖端部(11)和基部(12)通過連接部(13)連接著，該連接部(13)用具有一定的反彈力并且具有導(dǎo)電性的材料形成，該尖端部(11)、該基部(12)以及該連接部(13)形成一體。
4.一種接觸探針，其特征在于，由尖端部(31)和基部(32)以及連接該尖端部(31)和基部(32)的多個(gè)連接部(33)構(gòu)成；其尖端部略成柱狀，在其一端具有接觸被檢查回路(20)的接觸端；其基部是筒狀，和柱狀的尖端部(31)的軸同軸設(shè)置；該各連接部(33)在和該尖端部(31)的軸方向垂直的平面內(nèi)成曲線狀；通過按壓該尖端部(31)與被檢查回路接觸，使該尖端部(31)以其軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的接觸探針，其特征在于，尖端部(11)和基部(12)通過連接部(13)連接著，該連接部(13)用具有一定的反彈力并且具有導(dǎo)電性的材料形成，該尖端部(11)、該基部(12)以及該連接部(13)形成一體。
6.一種接觸探針，其特征在于，由本體部和支持部(50)構(gòu)成，其本體部具有接觸被檢查回路的接觸端；其支持部位于該本體部近處，至少有1個(gè)；該支持部(50)當(dāng)按壓該本體部與被檢查回路接觸時(shí)，與該本體部一起接觸被檢查回路配置，并且規(guī)定該支持部(50)在按壓接觸方向具有比該本體部低的彈性常數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的接觸探針，其特征在于，上述本體部和上述支持部(50)共用基部(42)形成一體。
8.一種接觸探針，其特征在于，設(shè)置本體部(60)，其具有與被檢查回路接觸的接觸端；還原氣體氣路(70)，其鄰接該本體部(60)，用于向該接觸端與被檢查回路接觸的部分吹還原氣體。
9.一種接觸探針的制造方法，用于制造如權(quán)利要求3、4或者7中之任意一項(xiàng)所述的接觸探針，在工序的一部分具有飾刻和電鑄工序。
10.一種檢查裝置，其具有如權(quán)利要求1～7中之任意一項(xiàng)中所述的接觸探針。
11.一種檢查裝置，其具有要使被檢查回路接觸還原氣體的還原氣體引入機(jī)構(gòu)和接觸上述被檢查回路的接觸探針。
12.如權(quán)利要求11所述的檢查裝置，其特征在于，上述接觸探針包括本體部，其具有接觸上述被檢查回路的接觸端；還原氣體氣路，其和該本體部鄰接設(shè)置，向該接觸端與上述被檢查回路接觸的部分吹上述還原氣體。
13.如權(quán)利要求11所述的檢查裝置，其特征在于，具有氣腔，其將上述被檢查回路(103)和上述接觸探針(115)一起保持在上述還原氣體(112)的氣氛中。
14.一種檢查方法，其將被檢查回路(103)配置于還原氣體(112)中并且使接觸探針接觸而取得電氣導(dǎo)通。
15.如權(quán)利要求14所述的檢查方法，其特征在于，上述接觸探針是通過蝕刻和電鑄制造的接觸探針。
全文摘要
一種接觸探針的制造方法。其包括電鑄工序，其使用在襯底(521)上配置的、具有和接觸探針對(duì)應(yīng)形狀的圖形框的抗蝕層(522)，進(jìn)行電鑄而填平抗蝕層(522)的間隙而形成金屬層(526)；尖端加工工序，其將上述金屬層(526)中成為接觸探針尖端部的部分斜著削成尖；取出工序，其從圖形框中只取出金屬層(526)。
文檔編號(hào)G01R1/067GK1693903SQ200510076160
公開日2005年11月9日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月29日
發(fā)明者平田嘉裕, 羽賀剛, 沼澤稔之, 仲前一男, 岡田一范, 依田潤 申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社