JP2001284421A - コンタクトストラクチャ - Google Patents

コンタクトストラクチャ

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JP2001284421A JP2001044302A JP2001044302A JP2001284421A JP 2001284421 A JP2001284421 A JP 2001284421A JP 2001044302 A JP2001044302 A JP 2001044302A JP 2001044302 A JP2001044302 A JP 2001044302A JP 2001284421 A JP2001284421 A JP 2001284421A
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セオドア・エー・コウリイ
James W Frame
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】半導体基板の上に微細加工技術によりコンタク
タを作成することにより形成される、コンタクトターゲ
ットとの電気接続を行うコンタクトストラクチャを提供
する。 【解決手段】コンタクトストラクチャはコンタクト基板
２０と、そのコンタクト基板２０の上に搭載された複数
のコンタクタ３０とにより構成される。各コンタクタ３
０には、コンタクトターゲット３２０と接触するための
コンタクトバンプ３１が設けられている。コンタクタ３
０がコンタクトターゲット３２０に対して押しつけられ
ると、スプリング力を発生する。各種のタイプのコンタ
クトストラクチャとその製造方法を開示している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンタクトパッ
ドや電子回路のリードや部品などのようなコンタクトタ
ーゲットとの間で電気的接触を確立するためのコンタク
トストラクチャに関する。特に本発明は、周波数帯域、
ピンピッチ、コンタクト性能、信頼性を向上した、半導
体ウェハ、半導体チップ、パッケージ半導体部品、モジ
ュールソケット、プリント回路基板等をテストするため
のプローブカードに使用するコンタクトストラクチャに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩやＶＬＳＩ回路のような高速また
高密度な電気部品をテストするにあたっては、プローブ
コンタクタやテストコンタクタのような、高性能コンタ
クトストラクチャを使用する必要がある。本発明のコン
タクトストラクチャは半導体ウェハや半導体ダイのテス
トやバーンインといった応用に限定されるものではな
く、パッケージ封入された半導体部品、プリント回路基
板のテストやバーンインへの応用も含む。さらに本発明
のコンタクトストラクチャは、ＩＣリード、ＩＣパッケ
ージング、その他の電気的接続を含む広く一般的な応用
にも使用することができる。しかし、以下においては、
説明の便宜のために、主として半導体ウェハテストに関
連して本発明を説明する。
【０００３】被試験半導体部品が半導体ウェハの場合
は、ＩＣテスタのような半導体テストシステムは、自動
的に半導体ウェハをテストするためには、自動ウェハプ
ローバのような基板ハンドラと接続して用いられる。そ
のような例が第１図に示されており、半導体テストシス
テムは、一般に別のハウジングとして形成されケーブル
束１１０でテストシステム本体に接続されたテストヘッ
ドを有している。テストヘッド１００と基板ハンドラ４
００は、モーター５１０により駆動されるマニピュレー
タ５００により、互いに機械的および電気的に接続して
いる。被試験半導体ウェハは、基板ハンドラ４００によ
って、自動的にテストヘッド１００のテスト位置に供給
される。
【０００４】テストヘッド１００において、被試験半導
体ウェハには、半導体テストシステムにより生成された
テスト信号が供給されている。被試験半導体ウェハ（半
導体ウェハ上に形成したＩＣ回路）から、テスト信号の
結果としての出力信号が、半導体テストシステムに送信
される。半導体テストシステムでは、半導体ウェハ上に
形成したＩＣ回路が正しく機能しているかを検証するた
めに、半導体ウェハからの出力信号を期待値データと比
較する。
【０００５】第１図において、テストヘッド１００と基
板ハンドラ４００は、インタフェース部１４０を介して
互いに接続されている。インタフェース部１４０は、テ
ストヘッドの電気的配線形状に固有の電気回路接続を有
するプリント回路基板であるパフォーマンスボード１２
０（第２図）と、同軸ケーブル、ポゴピン、コネクタと
で構成している。第２図において、テストヘッド１００
は多数のプリント回路基板を有し、それら回路基板は半
導体テストシステムのテストチャンネル（テストピン）
の数に対応している。プリント回路基板のそれぞれは、
パフォーマンスボード１２０に備えられた対応するコン
タクトターミナル１２１と接続するためのコネクタ１６
０を有している。パフォーマンスボード１２０上には、
さらにフロッグリング１３０が、基板ハンドラ４００に
対するコンタクト位置を正確に決定するために搭載され
ている。フロッグリング１３０は、例えばＺＩＦコネク
タまたはポゴピンのような、多数のコンタクトピン１４
１を有しており、同軸ケーブル１２４を介して、パフォ
ーマンスボード１２０のコンタクトターミナル１２１に
接続している。
【０００６】第２図に示すように、テストヘッド１００
は基板ハンドラ４００上に配置しており、インタフェー
ス部１４０を介して機械的および電気的に基板ハンドラ
４００に接続している。基板ハンドラ４００には、チャ
ック１８０上に被試験半導体ウェハ３００が搭載されて
いる。この例では、プローブカード１７０が被試験半導
体ウェハ３００の上部に備えられている。プローブカー
ド１７０は、被試験半導体ウェハ３００上のＩＣ回路の
回路端子またはコンタクトパッドのようなコンタクトタ
ーゲットと接触するために、多数のプローブコンタクタ
（カンチレバーまたはニードル）１９０を有している。
【０００７】プローブカード１７０の電気ターミナルあ
るいはコンタクトリセプタクル（コンタクトパッド）
は、フロッグリング１３０に備えられたコンタクトピン
１４１と電気的に接続している。コンタクトピン１４１
は、同軸ケーブル１２４を経由して、パフォーマンスボ
ード１２０上のコンタクトターミナル１２１に接続して
いる。それぞれのコンタクトターミナル１２１は、テス
トヘッド１００内の対応するプリント回路基板１５０に
接続している。また、プリント回路基板１５０は、数百
の内部ケーブルを有するケーブル束１１０を介して、半
導体テストシステム本体と接続している。
【０００８】この構成の下で、チャック１８０上の半導
体ウェハ３００の表面（コンタクトターゲット）に、プ
ローブコンタクタ１９０が接触し、半導体ウェハ３００
にテスト信号を与え、かつ半導体ウェハ３００から結果
出力信号を受ける。被試験半導体ウェハ３００からの結
果出力信号は、半導体ウェハ３００上の回路が正しく機
能しているかを検証するために、半導体テストシステム
において、期待値と比較される。
【０００９】第３図は、第２図のプローブカード１７０
の底面図を示している。この例では、プローブカード１
７０は、ニードルまたはカンチレバーと呼ばれるプロー
ブコンタクタ１９０が複数搭載されるエポキシリングを
有している。第２図において半導体ウェハ３００を搭載
したチャック１８０が上方に移動すると、カンチレバー
１９０の先端は、半導体ウェハ３００上のコンタクトパ
ッドまたはバンプ（コンタクトターゲット）と接触す
る。カンチレバー１９０の他端はワイヤ１９４に接続
し、そのワイヤ１９４は更にプローブカード１７０に形
成された送信ライン（図には無い）に接続している。送
信ラインは複数の電極（コンタクトパッド）１９７に接
続しており、その電極１９７は更に第２図のコンタクト
ピン１４１に接続している。
【００１０】一般に、プローブカード１７０は、グラウ
ンド層、パワー層、および信号伝送ライン層等による多
数のポリイミド基板により構成された多層基板となって
いる。この技術分野では周知のように、それぞれの信号
伝送ラインは、例えば５０オームのような特性インピー
ダンスとなるように、ポリイミドの誘電率や透磁率、プ
ローブカード１７０内の信号経路のインダクタンスやキ
ャパシタンスのようなパラメータを設計している。従っ
て、信号伝送ラインはインピーダンスマッチしたライン
となっており、半導体ウェハに定常状態で電流を供給す
るとともに、過渡状態においても瞬間的な高ピーク電流
を供給できるような高周波数伝送帯域を確立している。
プローブカード１７０には、ノイズ除去の為に、キャパ
シタ１９３と１９５がパワー層とグラウンド層間に備え
られている。
【００１１】第４図は従来のプローブカード技術におけ
る高周波数特性の限界を説明するために、第３図のプロ
ーブカード１７０の等価回路を示している。第４図
（Ａ）と第４図（Ｂ）に示されているように、プローブ
カード１７０上の信号伝送ラインは、電極１９７から、
ストリップライン（インピーダンスマッチしている）１
９６、ワイヤ１９４、ニードルまたはカンチレバー（コ
ンタクタ）１９０にわたっている。ワイヤ１９４とニー
ドル１９０はインピーダンスマッチしていないので、こ
れらの部分は、第４図（Ｃ）に示すように、高周波数帯
域では等価的にインダクタＬとして機能する。ワイヤ１
９４とニードル１９０の全体の長さが２０−３０ｍｍな
ので、被試験部品の高周波性能のテストは、このインダ
クタによって大きく制限される。
【００１２】プローブカード１７０の周波数帯域を制限
する他の要素は、第４図（Ｄ）と第４図（Ｅ）に示すパ
ワーニードルとグラウンドニードルにある。もしパワー
ラインが被試験部品に十分な電流を供給できるのなら、
被試験部品のテストにおける周波数帯域をさほど制限す
ることはない。しかし、パワー供給のための直列接続し
たワイヤ１９４とニードル１９０（第４図（Ｄ））や、
パワーと信号をグラウンドするための直列接続したワイ
ヤ１９４とニードル１９０は、インダクタと等価になる
ので、高速電流は多大に制限される。
【００１３】さらに、パワーライン上のサージパルスあ
るいはノイズを除去することより、被試験部品の正しい
性能を検証するために、キャパシタ１９３と１９５がパ
ワーラインとグラウンドラインの間に備えられている。
キャパシタ１９３は、１０ｕＦのような比較的に大きな
値であり、必要に応じてスイッチでパワーラインから接
続をはずすこともできる。キャパシタ１９５は、０．０
１ｕＦのような比較的小さいキャパシタンスの値をと
り、ＤＵＴの近くに固定的に取り付けられている。これ
らのキャパシタは、パワーラインにおける高周波成分を
除去する機能を果たす。したがって、これらのキャパシ
タは、プローブコンタクタの高周波数性能を制限する。
【００１４】従って、上述したもっとも広く使用される
プローブコンタクタでは、周波数帯域が約２００ＭＨｚ
程度に制限されてしまい、最近の半導体部品をテストす
るには不十分である。現在では１ＧＨｚからそれ以上で
あるが、半導体業界では、近い将来には、テスター自体
の性能の周波数帯域に相当するだけの周波数帯域がプロ
ーブコンタクタに必要になると見られている。また、テ
ストのスループットを向上するために、プローブカード
により、特にメモリデバイスのような半導体部品を同時
に多数取り扱えることが望ましい。
【００１５】従来の技術では、第３図に示すようなプロ
ーブカードとプローブコンタクタは、手作業で製造さ
れ、そのため品質にばらつきがある。そのような品質の
ばらつきは、サイズ、周波数帯域、コンタクトフォース
（接触力）、コンタクトレジスタンス（接触抵抗）等の
ばらつきとして現れる。従来技術のプローブコンタクタ
において、コンタクトパフォーマンス（接触性能）の信
頼性を低下する他の要素は、プローブコンタクタと被テ
スト半導体ウェハが異なる温度膨張係数であることであ
る。従って、異なる温度において、コンタクト位置が変
位してしまい、コンタクトフォース（接触力）、コンタ
クトレジスタンス（接触抵抗）、周波数帯域等に悪影響
を与えてしまう。よって、次世代半導体テスト技術の要
求を満たすことのできる、新概念を用いたコンタクトス
トラクチャが必要とされている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、高周波帯域、高ピンカウント、高コンタクトパ
フォーマンスそして高信頼性を達成することができ、コ
ンタクトターゲットに電気的に接触するためのコンタク
トストラクチャを提供することにある。
【００１７】また、本発明の他の目的は、次世代半導体
技術のテスト要件を満たすような高周波数帯域を有し、
半導体部品テストのような応用において電気接続を確立
するためのプローブコンタクタを形成するようなコンタ
クトストラクチャを提供することである。
【００１８】また、本発明のさらに他の目的は、半導体
部品のテストのような応用において、多数の半導体部品
を並列に同時にテストするのに適した、電気接続を確立
するためのコンタクトストラクチャを提供することにあ
る。
【００１９】また、本発明のさらに他の目的は、手作業
を用いることなく半導体製造プロセスを用いることによ
り均一の品質を有するように形成された、半導体部品の
テストにおいて電気接続を確立するためのコンタクトス
トラクチャを提供することである。
【００２０】また、本発明のさらに他の目的は、半導体
部品をテストするためのプローブカードに搭載でき、か
つ被テスト半導体ウェハの膨張率を補正できるコンタク
トストラクチャを供給することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の様態にお
いて、コンタクトストラクチャは、シリコン基板のよう
な基板と、その基板上に搭載されたマイクロファブリケ
ーション（微細加工）のプロセスにより形成されたコン
タクタにより構成され、その各コンタクタはブリッジ形
状を有し、その両端が垂直に上記基板に接続された水平
部を有している。そのコンタクト部はコンタクト（接
触）バンプを有しており、コンタクタがコンタクトター
ゲットに対して押されたときにコンタクタの水平部がコ
ンタクト（接触）力を生成する。
【００２２】本発明の他の様態は、複数のブリッジ形コ
ンタクタが搭載されたコンタクト基板を有するコンタク
トストラクチャである。コンタクトストラクチャは、コ
ンタクト基板と、その上にマイクロファブリケーション
製法で形成された複数のコンタクタを有する。コンタク
タはブリッジ形または逆Ｕ字形をしており、水平部と、
その水平部を支持する２つの垂直部と、硬質の導電材料
で形成され上記水平部に取り付けられたコンタクト（接
触）バンプとを有している。コンタクタの水平部と垂直
部は、コンタクタがコンタクトターゲットに対して押さ
れるときに、コンタクト力を発揮する。コンタクトバン
プの形状は、球形、台形、四角形、円錐形、またはピラ
ミッド形でもよい。
【００２３】本発明の更に他の様態は、基板上にリセス
または凹みを有し、半田バンプまたは半田ボールのよう
な比較的大きな突起のあるコンタクトターゲットに使用
するためのコンタクトストラクチャである。このコンタ
クトストラクチャは、表面にリセス（溝、凹み）を有す
る誘電体基板と、マイクロファブリケーション行程を介
して基板上に形成したコンタクタとにより構成される。
コンタクタは、誘電体基板に接続する垂直部を両端に有
する水平部で成り、その水平部は、誘電体基板上のリセ
ス上に位置している。コンタクタの水平部は、コンタク
トターゲットに対してコンタクタが押されるときに、そ
の中央部がリセスに入るように水平部が曲げられて、コ
ンタクト力を発揮する。
【００２４】本発明の更に他の様態は、半田バンプまた
は半田ボールのような比較的大きな突起のあるコンタク
トターゲットに使用するための、基板上にリセスのある
コンタクトストラクチャである。コンタクトストラクチ
ャは、表面に凹み（リセス）を有する誘電基板と、マイ
クロファブリケーションの行程を介して基板上に形成し
たコンタクタとを有している。コンタクタは、垂直に曲
がり誘電体基板に接続した固定端と自由端を有した水平
部で構成され、その水平部の中央部がコンタクトとして
機能する。コンタクタの水平部は、コンタクトターゲッ
トに対してコンタクタが押されるときに、水平部の自由
端がリセスに入るように水平部が曲げられて、コンタク
ト力を発揮する。
【００２５】本発明によれば、コンタクトストラクチャ
は、次世代半導体技術のテスト要件を満たすような高周
波数帯域を有している。コンタクトストラクチャは、半
導体製造プロセスで使用されている最近のミニチュアリ
ゼーション（微小化）技術で形成されるので、小さなス
ペースに多数のコンタクタを整列することができ、した
がって同時に多数の半導体デバイスをテストするのに適
している。本発明のコンタクトストラクチャは、テスト
のみならず、ＩＣリード、ＩＣパッケージング、モジュ
ールソケット、その他の電気接続のような、より一般的
な応用にも使用できる。
【００２６】本発明において、手作業を用いることなく
マイクロファブリケーション技術を用いて、基板上に同
時に多数のコンタクタを製造することができるので、そ
のコンタクトパフォーマンス（接続性能）は、均一な品
質と、高信頼性、長寿命を達成することが可能である。
また、本発明のコンタクタは、被試験部品と同じ基板材
料上に形成することができるので、被試験部品の温度膨
張係数を補正することが可能であり、したがって位置エ
ラーを除去することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例を図を参
照して説明する。本発明によるコンタクトストラクチャ
の第１実施例を第５図−第１７図に示す。第５図と第６
図は本発明の第１実施例の１構成例を示しており、第５
図はその断面を示す概念図であり、第６図は第５図のコ
ンタクトストラクチャの底面図である。第７図と第８図
は、本発明の第１実施例の他の構成例を示しており、第
７図はその断面を示す概念図であり、第８図は第７図の
コンタクトストラクチャの底面図を示している。
【００２８】第５図と第６図の例において、コンタクト
ストラクチャは、コンタクト基板２０上に形成したコン
タクタ３０を複数個有している。コンタクトストラクチ
ャは、コンタクトパッド（接触パッド）やエレクトロー
ド（電極）のようなコンタクトターゲット３２０を有す
る半導体ウェハ３００上に位置合わせされる。一般に、
コンタクト基板２０はシリコンで形成されている。コン
タクト基板２０の他の材料として、ガラスファイバー、
アルミナあるいは他の誘電体材料を用いることも可能で
ある。コンタクタ３０の全ては、コンタクト基板２０ま
たは別の基板上に、共通の製造行程により製造される。
そのような半導体製造行程には、フォトリソグラフィー
のプロセス、エレクトロンビーム、レーザービーム、ま
たはプラズマビームマイクロマシンツールを用いるよう
なマイクロマシンプロセス、プラスチックモールドプロ
セス（ホットエンボシング）等が含まれる。
【００２９】第５図と第６図において、コンタクタ３０
は、ブリッジ形状をしており、その上に１または２以上
のコンタクトバンプ（接触バンプ）３１が接触点として
設けられている。コンタクトバンプの形状は、球形、台
形、四角形、円錐形、またピラミッド形でもよい。第５
図と第６図の例では、四角形のコンタクトバンプを示し
ており、第７図と第８図の例は、球形のコンタクトバン
プを示している。コンタクタ３０は、水平部、その水平
部を支持する２つの垂直部、およびコンタクト基板２０
に固定されたベース部とにより構成されている。コンタ
クタ３０のベース部は、コンタクト基板２０の表面に形
成されたコンタクトパッド又はエレクトロード（電極）
２２に接続するための相互接続トレースとして機能す
る。従って、コンタクタ３０は、バイアホール２３を介
して、コンタクト基板２０上のエレクトロード２２に電
気的接続を確立している。エレクトロード２２はコンタ
クト基板２０を、プローブカード又はＩＣパッケージの
ような外部構成部に、ワイヤまたはリードを介して相互
接続するものである。
【００３０】このような構成において、半導体ウェハが
第５図または第７図において上方に移動すると、コンタ
クタ３０（コンタクトバンプ３１）とウェハ３００上の
コンタクトターゲット（パッド）３２０は、機械的かつ
電気的に互いに接触する。従って、コンタクトターゲッ
ト３２０からコンタクト基板２０上のエレクトロード２
２間に信号経路が形成される。コンタクタ３０のベース
部、バイアホール２３、そしてエレクトロード２２は、
コンタクタ３０の小さなピッチを、プローブカードやＩ
Ｃパッケージのような外部回路の大きなピッチに適合す
るようにファンアウト（拡大）する機能も果たす。
【００３１】好ましくは、ブリッジ形状のコンタクタ３
０は、第５図と第７図に示すように、その断面が左右非
対称になっている。すなわち、２つの垂直部は、水平
部、例えばコンタクト基板２０の水平面に対して、互い
に異なった角度になっている。このようにコンタクタ３
０がブリッジ形（台形）なので、コンタクタ３０がウェ
ハ３００の上昇によってコンタクトパッド３２０に対し
て押されるときに、十分なコンタクト力（接触力）を生
成する。さらに、上記のようにコンタクト部が非対称形
になっているので、コンタクトストラクチャがコンタク
トターゲット３２０に対して押されると、コンタクタ３
０は、横方向（ウェハ３００の移動方向と直交方向）に
移動する。
【００３２】この横方向の動きは、本発明のコンタクト
ストラクチャのコンタクト性能を向上する働きをする。
ブリッジ形コンタクタ３０上のコンタクトバンプ３１
は、硬質な導電材料で形成されている。コンタクトパッ
ド３２０に対して押されると、コンタクトバンプ３１
は、上述したように第５図と第７図の水平方向に移動す
る。これにより、コンタクトバンプ３１が、コンタクト
パッド３２０の表面上の金属酸化層を削る（スクラブ）
ことによるすり削り（スクラビング）効果が得られる。
すり削り効果は、例えばウェハ３００上のコンタクトタ
ーゲット３２０が、その表面上にアルミ酸化膜を有する
ような場合、低抵抗の電気接触を確立するために、効果
を発する。
【００３３】上述したように、コンタクタ３０のブリッ
ジ形状（台形）により得られるバネ力（弾性）は、コン
タクトターゲット３２０に対して十分なコンタクト力
（接触圧力）を発生することができる。このコンタクト
ストラクチャの柔軟性は、基板２０、コンタクトターゲ
ット３２０、ウェハ３００、そしてコンタクタ３０等の
平面性のばらつきやサイズの違いを補正する機能も果た
す。
【００３４】第５図と第７図には、コンタクタ３０が２
個しか示されていないが、半導体ウェハテストの実際の
適用においては、多数のコンタクタ３０を基板２０上に
整列して用いる。コンタクトパッド３２０の間のピッチ
例は、５０ｕｍ（マイクロメータ）または以下でもよ
い。ウェハ３００の製造と同じ半導体製造過程で製造さ
れるので、本発明のコンタクタ３０は、容易に同等のピ
ッチで整列できる。
【００３５】コンタクト基板２０上のコンタクタ３０
は、第３図に示すようなプローブカードに直接搭載して
もよいし、また、一般のリード付きＩＣパッケージのよ
うなパッケージにモールドし、そのパッケージをプロー
ブカードに搭載してもよい。コンタクタ３０は、数十ま
た数百マイクロメートルのような、細微なサイズで製造
できるので、本発明のコンタクタを搭載したプローブカ
ードの周波数帯域は、容易に２ＧＨｚやそれ以上にまで
向上できる。また微小なサイズで形成できるので、プロ
ーブカード上のコンタクタの数は、例えば２０００個に
まで増加でき、これにより３２個またはそれ以上のメモ
リ部品等を同時に並列にテストできる。
【００３６】さらに、本発明のコンタクタ３０は、一般
にシリコン基板であるコンタクト基板２０上に形成され
ているので、温度膨張率のような環境変化によるシリコ
ン基板の変化は、被試験半導体ウェハ３００のそれと同
じである。従って、コンタクタ３０とパッド３２０間の
正確な位置関係が、テストの全期間において維持するこ
とができる。
【００３７】コンタクタ３０の材料の例は、ニッケル、
アルミニウム、銅、ニッケルパラジウム、ロジウム、ニ
ッケル金、イリジウム、その他のデポジション（堆積）
可能な材料である。コンタクトバンプ３１の例は、タン
グステンや他の金属で被膜したガラスボールである。コ
ンタクトバンプ３１の他の例としては、ニッケル、ベリ
リウム、アルミニウム、銅、ニッケルコバルト鉄合金、
鉄ニッケル合金といった硬質金属で構成した、ボール
形、四角形、ピラミッド形のものである。
【００３８】さらに、コンタクトバンプ３１の他の例
は、ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、銅、その他
の合金のような基礎金属で形成され、導電性の高い、
金、銀、ニッケルパラジウム、ロジウム、ニッケル金、
イリジウムのような非酸化金属でメッキして構成する。
コンタクトバンプ３１はコンタクタ３０の終端に、半田
づけ、ブレージング（鑞付け）、溶接、導電接着剤の使
用等の方法で取り付けられている。コンタクトバンプ３
１の形状は、半球形であってもよく、その場合は球体で
ない部分がコンタクタ３０の終端に取り付けられる。上
述したように、コンタクトバンプ３１は他の形も可能で
あり、台形、四角形、円錐形、ピラミッド形でもよい。
【００３９】テストプローブとして用いる場合のコンタ
クタ３０のサイズの例は、全体の高さ１００−４００ｕ
ｍ（マイクロメータ）、コンタクトターゲット間のピッ
チが５０ｕｍのとき水平の長さが１００ｕｍ−８００ｕ
ｍである。コンタクトバンプ３１の直径、幅と高さの例
は約４０ｕｍである。ただし、本発明の基本思想内で、
より広い範囲のサイズを採用することが可能である。
【００４０】第９図（Ａ）−第１０図（Ｉ）は、フォト
リソグラフィ技術を用いて本発明のコンタクタ３０を製
造する行程の例を示している。ただし他にも可能な製造
方法が多数ある。第９図（Ａ）では、フォトレジスト層
４４がシリコン基板４０の上に形成されている。第９図
（Ｂ）では、フォトレジスト層４４の上部にフォトマス
ク５０が位置合わせされ、フォトマスクに印刷されたコ
ンタクタのパターンを通して、フォトレジスト層４４が
紫外線（ＵＶ）により露出される。
【００４１】この例では、フォトマスク５０はグレート
ーンマスクであり、これは透明部と不透明（オパーク）
部に加えて中間部（半透明またはグレー）を有してい
る。フォトマスク５０の不透明（黒）部により、ＵＶ線
に露出されなかったフォトレジスト部はキュア（凝固）
しない。フォトマスク５０の半透明の部分では、そのト
ーンは不透明（黒）から透明（白）に直線的に変化して
いく。したがって、このような変化する強度によるＵＶ
線の露光を受けた部分のフォトレジスト層４４は、漸近
線的に凝固する。
【００４２】従って、凝固されてないフォトレジストが
取り除かれると、グレートーンに対応した凝固したフォ
トレジスト層４４が、第９図（Ｃ）に示す傾斜したエッ
ジのパターンを有して残される。第９図（Ｄ）は、凝固
したフォトレジスト層４４上に形成されたパターンを示
す上面図である。第９図（Ｄ）のパターン上に、メッキ
シード層（図には無い）が形成され、そのメッキシード
層の上に、第９図（Ｅ）に示すブリッジ形のコンタクタ
３０を生成するためにエレクトロプレーティング（電気
メッキ）行程が施される。コンタクタ３０の導電材料の
例は、ニッケル、アルミニウム、銅等である。コンタク
タ３０の形成には、メッキに換えて、様々なデポジショ
ン技術を用いることが可能であり、それには真空蒸発、
カソードスパタリング、気相デポジション等がある。
【００４３】第１０図（Ｆ）のプロセスでは、第７図の
コンタクトストラクチャを形成する為に、球状のコンタ
クトバンプ３１をコンタクタ３０の上部に取り付ける。
上述のように、コンタクトバンプ３１の例は、タングス
テンやその他の金属でコーティング（被膜）したガラス
ボールである。球体コンタクトバンプ３１の他の例は、
ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、銅のような硬質
金属で構成されたボール形状の金属コンタクトである。
球体コンタクトバンプ３１は、半田付け、ブレージング
（鑞付け）、溶接、導電接着剤等で、コンタクタ３０に
取り付けられている。フォトレジスト層４４は、第１０
図（Ｇ）の行程において取り除かれる。このようにし
て、ブリッジ形コンタクタ３０を、上述の製造固定によ
り製造する。第１０図（Ｈ）と第１０図（Ｉ）は、第１
０図（Ｆ）と第１０図（Ｇ）のプロセスに対応してお
り、第５図のコンタクトストラクチャに用いられる四角
形のコンタクトバンプ３１を示している。
【００４４】第１１図（Ａ）−第１１図（Ｃ）は、本発
明の第１実施例のコンタクタの更なる変形例を示してい
る。第１１図（Ａ）はコンタクタ３０２の上面図であ
り、第１１図（Ｂ）と第１１図（Ｃ）は、第１１図
（Ａ）のコンタクタ３０２の前面断面図である。第１１
図（Ｃ）のコンタクタ３０２のブリッジは、２つの垂直
部が角度と長さが互いに異なる非対称形をしている。そ
れとは対照的に、第１１図（Ｂ）のブリッジ形コンタク
タ３０２は、対称な形状を有している。第１１図（Ｃ）
の非対称形ブリッジは、高いスクラビング（すり削り）
効果を得るために、コンタクトバンプが横方向の移動を
促進する目的に好ましい。第１１図（Ｂ）の対称形ブリ
ッジは、より高いコンタクト（接触）力を求めるときに
好都合である。第１１図（Ａ）−第１１図（Ｃ）のコン
タクタ３０２の垂直部の一方は、下に向かって広くなっ
てベース部ＯとＰに接続されており、これにより機械強
度を高めるとともに、ピン数やピンピッチの増大するよ
うにファンアウト（ピッチの拡大）を実現している。
【００４５】第１２図（Ａ）−第１２図（Ｃ）は、本発
明の第１実施例のコンタクタの更なる変更例を示してい
る。第１２図（Ａ）はコンタクタ３０３の上面図であ
り、第１２図（Ｂ）と第１２図（Ｃ）は、第１２図
（Ａ）のコンタクタ３０３の断面前面図である。第１２
図（Ｃ）のコンタクタ３０３のブリッジは、２つの垂直
部が互いに角度と長さが異なる非対称形である。対照的
に、第１２図（Ｂ）のブリッジ形コンタクタ３０３は対
称な形状をしている。第１２図（Ｃ）の非対称形ブリッ
ジは、高いスクラビング（すり削り）効果を得るため
に、コンタクトバンプの横移動を促進させたいときに好
都合である。第１２図（Ｂ）の対称形ブリッジは、より
高いコンタクト力を得たい場合に好都合である。第１２
図（Ａ）−第１２図（Ｃ）のコンタクタ３０３の垂直部
は、双方とも下に向かって広くなっており、それぞれベ
ース部ＯとＰおよびベース部ＱとＲに接続されている。
これにより機械強度を高めるとともに、ピン数やピンピ
ッチの増大ができるようにファンアウト（ピッチの拡
大）を実現している。
【００４６】第１３図（Ａ）から第１４図（Ｉ）は、本
発明の第１実施例のコンタクタを作成するための別の製
造行程例を示している。この例では、製造プロセスはシ
リコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）法を用いている。
この方法では、シリコン層が他のシリコン層（基板）の
絶縁層上に搭載される。第１３図（Ａ）の過程では、シ
リコン基板４０とシリコン層４１が、間に絶縁層４３を
介して重ね合わされている。一般に、絶縁層４３は、シ
リコン基板４０の一方か双方の表面に形成される。ま
た、第１３図（Ａ）のプロセスでは、シリコン層４１上
にフォトレジストを堆積（デポジット）して、フォトレ
ジスト層４４を形成している。
【００４７】第１３図（Ｂ）では、第９図（Ｂ）に示す
ような行程により、フォトマスクやＵＶ線（図には無
い）を使用して、基板４０上のフォトレジスト層４４に
ブリッジ形状を規定する。上部のシリコン層４１は、必
要に応じて、アイソトロピックまたはアニソトロピック
エッチングを介して、エッチングする。従って、第１３
図（Ｃ）に示すように、ブリッジ形のコンタクタを規定
する上部シリコン層４１が、シリコン基板４０に残る。
第１３図（Ｃ）のシリコン基板４０とシリコン層４１上
に、導電材料を堆積することより、エレクトロプレーテ
ィング（電気メッキ）のためのシード層（図には無い）
を形成する。
【００４８】第１３図（Ｄ）の過程では、フォトレジス
ト層４６がシード層上に形成されている。露光と現像の
行程を用いて、フォトレジストが取り除かれると、シリ
コン基板４０上にはフォトレジスト層４６が残り、その
フォトレジスト層４６には、本発明のブリッジ形コンタ
クタに対応するパターンＡが形成されている。第１３図
（Ｅ）は、凝固したフォトレジスト層４６上のコンタク
タのパターンを示す上面図である。
【００４９】第１４図（Ｆ）の行程では、シリコン基板
４０と上部シリコン層４１上に、エレクトロプレーティ
ングを用いて、コンタクタ３０を形成する。コンタクタ
３０の材料の例として、ニッケル、アルミニウム、銅が
ある。もしくは、真空蒸発、カソードスパタリング、気
相デポジション等の各種のデポジション技術を用いてコ
ンタクタ３０を製造することができる。そして、第１４
図（Ｇ）に示すように、コンタクタ３０の上部にコンタ
クトバンプ３１を形成する。コンタクトバンプ３１は、
半田づけ、ブレージング（鑞付け）、溶接、導電接着剤
等により、コンタクタ３０に取り付けられる。もしく
は、コンタクトバンプ３１を、フォトリソグラフィー過
程を用いて（フォトレジストをコンタクタ３０上に堆積
させ、コンタクトバンプの形状をフォトレジスト上に定
め、コンタクタ３０上に導電材料をエレクトロプレート
することで）、形成してもよい。上部シリコン層４１を
エッチング等により除去することにより、第１４図
（Ｈ）と第１４図（Ｉ）に示すように、コンタクトバン
プ３１を有するコンタクタ３０を形成する。
【００５０】第１５図（Ａ）−第１６図（Ｈ）は、本発
明のコンタクトストラクチャを製造する方法の更に他の
例を示したものであり、プラスチック・モールディング
（ホットエンボシング）法を用いている。第１５図
（Ａ）−第１６図（Ｈ）におけるモールディングによる
製造方法は、１つのモールディング行程により、複数レ
ベル構造を有するコンタクタを形成するのに特に有利で
ある。第１５図（Ａ）において、プラスチック基板６０
が用意され、その上部に、そのプラスチック基板６０上
にプレーティングパターン（メッキパターン）を直接的
に形成するための、モールドインサート８０が備えられ
ている。プラスチック基板６０の材料の例には、サーモ
プラスチックポリマーやサーモプラスチックレジンがあ
る。モールドインサート８０は、プラスチック基板６０
上に本発明のブリッジ形のコンタクタを模すための外形
を有している。モールドインサート８０は、鋼、銅、あ
るいはニッケル等で構成する。モールドインサート８０
の外形は、電子ビーム、ディープＵＶフォトレジスト、
エキシマレーザー、放電加工、レーザーカッティング、
Ｘ線リソグラフィー等の様々な方法で形成できる。第１
５図（Ａ）の例では、モールドインサート８０は、底部
にインサート部があり、それは本発明のブリッジ形コン
タクタ３０に対応する形状を有している。
【００５１】そして、モールドインサート８０は、高温
環境下において、プラスチック基板６０に対して強く押
される。そしてモールドインサート８０が低温度環境下
で取り除かれると、凹み、すなわち第１３図（Ｅ）に示
すプレートパターンＡがプラスチック基板６０上に形成
される。そのようなプレートパターンは、コンタクタの
垂直部と水平部の双方を含むブリッジ形コンタクタ３０
の構造を示している。第１５図（Ｃ）は、モールドイン
サート８０によって、基板６０上に形成したプレートパ
ターンＡを示す、プラスチック基板６０の上面図であ
る。そのプラスチック基板６０上に、例えば銅のような
薄金属層（図にはない）を、エレクトロプレーティング
（電気メッキ）の行程における電気導電性を実現するた
めのシード層として形成する。もしコンタクタ３０を、
スパッタリングのような他のデポジションにより形成す
る場合には、そのようなシード層は不要である。
【００５２】第１５図（Ｄ）では、上述のプラスチック
モールディングによって形成されたパターン上にエレク
トロプレーティングの行程を実施する。プレーティング
において用いるコンタクタ３０用の導電材料の例には、
ニッケル、アルミニウム、銅等がある。第１６図（Ｅ）
と第１６図（Ｆ）に示す次の過程では、プラスチック基
板６０を基板４０上に正確に位置づけし、基板４０の上
部表面に接着する。一般に基板４０は、シリコン基板又
はセラミック基板である。
【００５３】第１６図（Ｇ）において、特殊な溶剤を用
いてプラスチック基板６０を取り除くと、基板４０上に
コンタクタ３０が残る。球体コンタクトのようなコンタ
クトバンプ３１を、半田付け、ブレージング（鑞付
け）、ウェルディング（溶接）、導電接着剤の使用等の
方法で、コンタクタ３０の上面に取り付ける。あるい
は、コンタクトバンプ３１を、フォトリソグラフィー過
程を用いて（フォトレジストをコンタクタ３０上に堆積
させ、コンタクトバンプの形状をフォトレジスト上に定
め、コンタクタ３０上に導電材料をエレクトロプレート
することで）、形成してもよい。上述のようにして、コ
ンタクタ３０とコンタクトバンプ３１を、プラスチック
モールド（ホットエンボシング）過程により、基板４０
上に形成する。上述の説明ではコンタクタ３０が２つし
か示されていないが、本発明の製造行程を用いて、同時
に多数のコンタクタ３０を製造することが可能である。
【００５４】第１７図は、本発明の第１実施例のコンタ
クトストラクチャの更に別の変形例を示している。第１
７図のコンタクトストラクチャは、コンタクト基板２０
上に形成した複数のコンタクタ２３０を有している。こ
の例においてコンタクトストラクチャは、コンタクトパ
ッド又はエレクトロード（電極）のようなコンタクトタ
ーゲット３２０を有する半導体ウェハ３００上に位置合
わせされている。コンタクタ２３０は、ブリッジ形状を
しており、その上に接触点としてコンタクトバンプ２３
１が搭載されている。従って、第１７図のコンタクトス
トラクチャは、コンタクタ２３０の一方のベース部Ｂが
コンタクト基板２０に固定されていないということを除
いては、第７図のコンタクトストラクチャとほぼ同一で
ある。コンタクタ２３０の他のベース部は、バイアホー
ル２３を介してコンタクト基板２０の上部表面上のコン
タクトパッド又はエレクトロード（電極）２２に接続す
る相互接続トレースとして機能している。ベース部Ｂ
は、コンタクト基板２０の表面でスライド可能であるた
め、コンタクトストラクチャが半導体ウェハに対して押
されたときに、コンタクトバンプ２３１の水平方向への
移動が促進され、コンタクトターゲット３２０の表面に
対してすり削り（スクラビング）効果を容易に発揮でき
る。
【００５５】第１８図−第１９図は、コンタクト基板上
に凹み（リセス）を有する本発明の第２実施例のコンタ
クトストラクチャの例を示している。第２実施例のコン
タクトストラクチャは、テスト対象デバイスの平滑表面
から大きく突起した形状のコンタクトターゲットとの電
気的接触を確立するのに適している。例えば、そのよう
なコンタクトターゲットは、第１８図や第１９図に示す
ような半導体ウェハ３００の表面上に設けられた半田ボ
ール３４０である。本発明のコンタクトストラクチャ
は、コンタクト基板４２０とその基板４２０上に搭載し
たブリッジ形コンタクタ３３０で構成している。コンタ
クトストラクチャは、コンタクタ３３０の上部の位置の
コンタクト基板４２０上に凹み（リセス）４４０を有し
ている。
【００５６】例えば半田ボール３４０のようなコンタク
トターゲットは、比較的大きな垂直方向のサイズを有し
ているので、コンタクタ３３０は、ウェハ３００に対し
てコンタクトストラクチャが押されると、コンタクト基
板４２０の表面にコンタクタ３３０が接触するほど上方
に変形して曲げられる。第２実施例の凹み４４０は、そ
のような状況下においても、コンタクトストラクチャの
柔軟性と信頼性を維持するように、十分な空間（リセ
ス）を得るためのものである。従って、第１９図に示す
ように、コンタクトストラクチャがウェハ３００に対し
て押されると、コンタクタ３３０は凹み４４０の空間の
ためにコンタクト基板４２０に触れることなく、柔軟性
を維持できる。
【００５７】第２０図は、コンタクト基板上に凹み（リ
セス）を有する本発明の第２実施例のコンタクトストラ
クチャの他の例を示す。この例では、コンタクタ４３０
は、コンタクト基板４２０に接続したベース部と自由水
平部を有する。従って、コンタクタ４３０の形状は、第
１８図のブリッジ形コンタクタ３３０を半分にした形状
と同様である。コンタクト基板４２０は、凹み（リセ
ス）４４０を有しており、コンタクタ４３０が半導体ウ
ェハ３００に対して押されるときに、コンタクタ４３０
とコンタクトターゲット３４０を受け入れるための十分
な空間を確立している。
【００５８】第２１図（Ａ）と第２１図（Ｂ）は、コン
タクト基板上に凹みを有する本発明の第２実施例のコン
タクトストラクチャの更に別の例を示す。この例では、
それぞれが第１９図のコンタクタと同様の構成を有する
２つのコンタクタ５３０が、凹み４４０の下部に位置し
てコンタクト基板上に設けられている。第２１図（Ａ）
は、例えば半田ボールのようなコンタクトターゲット３
４０を有する半導体ウェハ３００に対してコンタクトス
トラクチャが押される前の状態を示している。第２１図
（Ｂ）は半導体ウェハに対してコンタクトストラクチャ
が押されたときの状態を示している。コンタクト基板４
２０上の凹み（リセス）４４０は、そこにコンタクタ５
３０とコンタクトターゲット３４０を受け入れるに十分
な空間を有している。
【００５９】第２２図（Ａ）−第２２図（Ｆ）は、第２
０図の第２実施例のコンタクトストラクチャを製造する
行程の例を示す。第２２図（Ａ）では、フォトリソグラ
フィー製法により、フォトレジスト層４４４を基板４２
０上に形成する。そのようなフォトリソグラフィー製法
には、この技術分野では周知のように、フォトレジスト
・コーティング、マスキング、露光、フォトレジスト・
ストリッピング等の各行程が含まれる。図には示されて
いないが、フォトマスク上に印刷されたパターンに基づ
いて、紫外線によりフォトレジスト層４４４が露光され
るように、フォトマスクをフォトレジスト層４４４上に
配置する。もしポジティブ反応フォトレジストを使用す
るならば、フォトマスクの不透明（オパーク）部で覆わ
れたフォトレジストは、露出後に凝固（キュア）する。
レジストの露光された部分を、溶解して除去し、これに
よりエッチング領域を定めた第２２図（Ａ）のフォトレ
ジスト層４４４を形成する。
【００６０】エッチング行程を介して、第２２図（Ｂ）
に示すように、基板４２０上に凹み部（リセス）Ｄを形
成する。第２２図（Ａ）のフォトレジスト層４４４は、
溶剤を使用して取り除く。第２２図（Ｃ）では、サクリ
フィシャル（犠牲）部４６０を、基板４２０上の凹み部
に形成する。犠牲部４６０は、例えば、ケミカルベーパ
デポジションを用いて、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）に
より形成する。基板４２０上に、例えば銅による薄メタ
ル層（図には無い）を、プレーティング（メッキ）シー
ド層として使用するために形成する。
【００６１】第２２図（Ｄ）において、フォトレジスト
層４４８を基板４２０上に形成し、コンタクタの形状を
定めるプレートパターンＰを、マスキング、露光、スト
リッピング等の行程を含むフォトリソグラフィ製法によ
り形成する。好ましくは、異なる深さのプレートパター
ンＰを形成するために、第９図（Ｂ）に示すようなグレ
ートーンフォトマスクを使用する。もしくは、フォトレ
ジスト層４４８をアブレーシブ層として構成し、そのア
ブレーシブ層上にマイクロマシンツール（図にはない）
を用いてプレートパターンＰを切削して形成してもよ
い。アブレーシブ層４４８用の材料の例は、エポキシや
ポリイミドであるが、他の材料でも構成可能である。そ
のような目的のマイクロマシンツールは、エレクトロン
ビーム（電子ビーム）マシンツール、レーザービームマ
シンツール、プラズママシンツール、その他のツールを
含む。例えば、そのような目的のレーザー源には、エキ
シマレーザー、二酸化炭素（ＣＯ２）レーザ、ＮＤ：Ｙ
ＡＧレーザー等がある。
【００６２】第２２図（Ｅ）において、コンタクタ４３
０は、プレートパターンＰ上に導電材料でメッキするこ
とで形成する。導電材料の例は、銅、ニッケル、アルミ
ニウム、その他の金属である。図にはないが、コンタク
タ４３０のメッキ過多の部分は、第２２図（Ｅ）に示す
ような平坦な表面を形成するために取り除かれる。第２
２図（Ｆ）の行程において、フォトレジスト層（又はア
ブレーシブ層）４４８と犠牲（サクリフィシャル）部４
６０を、特殊な溶媒を用いて取り除き、基板４２０上に
コンタクタ４３０と凹み（リセス）４４０を形成する。
【００６３】上述のように、第２２図（Ｆ）の水平部と
垂直部とベース部とを有するコンタクタ４３０を、フォ
トリソグラフィーとマイクロマシン技術により、コンタ
クト基板４２０上に形成する。第２２図（Ｆ）のコンタ
クトストラクチャは、第２０図の半田ボールのようなコ
ンタクトターゲットと電気コミュニケーションを確立す
るために使用される場合、その凹み（リセス）４４０
は、コンタクタ４３０がコンタクトターゲット３４０に
対してコンタクト力を発揮することを可能にする。
【００６４】第２３図は、本発明のコンタクトストラク
チャ（第７図の実施例）を、被試験デバイス（ＤＵＴ）
と第２図に示すテストヘッドの間のインタフェースとし
て使用する場合の、インタフェース・アセンブリの全体
組立構造（トータル・スタックアップ・ストラクチャ）
の例を示した断面図である。この例では、第２３図に示
すように、インタフェースアセンブリは、コンタクトス
トラクチャの他に、導電エラストマ２５０、ラウティン
グボード（プローブカード）２６０、ポゴピンブロック
（フロッグリング）１３０を有している。
【００６５】導電エラストマ２５０、ラウティングボー
ド（プローブカード）２６０、ポゴピンブロック１３０
は、互いに機械的かつ電気的に接続されている。従っ
て、コンタクタ３０のコンタクトバンプ３１からテスト
ヘッド１００へ、ケーブル１２４とパフォーマンスボー
ド１２０（第２図）を介して、電気通路が形成される。
従って、半導体ウェハ３００とインタフェース・アセン
ブリが互いに押されるときには、ＤＵＴ（ウェハ３００
上のコンタクトパッド）とテストシステムとの間に電気
コミュニケーションが成立する。
【００６６】ポゴピンブロック（フロッグリング）１３
０は、第２図のポゴピンブロックと等価であり、プロー
ブカード２６０とパフォーマンスボード１２０との間の
インタフェースとなる多数のポゴピンを有している。ポ
ゴピンの上端では、同軸ケーブルのようなケーブル１２
４が、パフォーマンスボード１２０を介して第２図のテ
ストヘッド１００のプリント回路基板（ピンエレクトロ
ニクスカード）１５０に信号を送信するために接続され
ている。プローブカード２６０は、上部と下部表面にエ
レクトロード（電極）２６２と２６５を多数有してい
る。エレクトロード２６２と２６５は、ポゴピンブロッ
ク１３０のポゴピンのピッチに合うように、コンタクト
ストラクチャのピッチをファンアウト（拡大）するため
に、相互接続トレイス２６３に接続されている。
【００６７】導電エラストマ２５０は、コンタクトスト
ラクチャとプローブカード２６０の間に設けられてい
る。導電エラストマ２５０は、平面の不均一性や垂直方
向のギャップの不均一性を補正することで、コンタクタ
３０に接続したコンタクトパッドとプローブカードのエ
レクトロード２２間に、電気コミュニケーションを確立
するためのものである。導電エラストマ２５０の例は、
垂直方向に導電ワイヤを多数有する柔軟なシートであ
る。例えば、導電エラストマ２５０は、多数の列配列さ
れた金属フィラメントとシリコンゴムシートで構成され
ている。金属フィラメント（ワイヤ）は、第２３図の垂
直方向、すなわち導電エラストマ２５０の水平シートに
直角に埋設されている。例えば金属フィラメント間のピ
ッチは、シリコンゴムシートの厚さが０．２ｍｍのと
き、０．０５ｍｍである。そのような導電エラストマ
は、シンエツポリマー社の製造するものがあり、市場で
入手できる。
【００６８】好ましい実施例しか明記していないが、上
述した開示に基づき、添付した請求の範囲で、本発明の
精神と範囲を離れることなく、本発明の様々な形態や変
形が可能である。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、コンタクトストラクチ
ャは、次世代半導体技術のテスト要件を満たすような広
周波数帯域を有している。コンタクトストラクチャは、
半導体製造プロセスで使用されている最近のミニチュア
リゼーション（微小化）技術で形成されるので、小さな
スペースに多数のコンタクタを整列することができ、し
たがって同時に多数の半導体デバイスをテストするのに
適している。本発明のコンタクトストラクチャは、テス
トのみならず、ＩＣリード、ＩＣパッケージング、モジ
ュールソケット、その他の電気接続のような、より一般
的な応用にも使用できる。
【００７０】本発明において、手作業を用いることなく
マイクロファブリケーション技術を用いて、基板上に同
時に多数のコンタクタを製造することができるので、そ
のコンタクトパフォーマンス（接続性能）は、均一な品
質と、高信頼性、長寿命を達成することが可能である。
また、本発明のコンタクタは、被試験部品と同じ基板材
料上に形成することができるので、被試験部品の温度膨
張係数を補正することが可能であり、したがって位置エ
ラーを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】テストヘッドを有する半導体テストシステムと
基板ハンドラとの構造関係を示した概念図である。
【図２】インタフェース部を介して半導体テストシステ
ムのテストヘッドを基板ハンドラに接続するための構造
をより詳細に示した展開図である。
【図３】複数のプローブコンタクタを搭載するためのエ
ポキシリングを有する従来技術におけるプローブカード
の例を示した底面図である。
【図４】第３図のプローブカードの等価回路を示した概
念図である。
【図５】マイクロファブリケーション行程により形成し
た本発明の第１実施例のコンタクトストラクチャを示し
た断面概念図であり、角形の形状を有するコンタクト
（接触）バンプを有している。
【図６】第５図に対応する本発明のコンタクトストラク
チャの底面を示した概念図である。
【図７】第１実施例のコンタクトストラクチャの他の例
を示した概念図であり、球体のコンタクトバンプを有し
ている。
【図８】第７図に対応する本発明のコンタクトストラク
チャの底面を示した概念図である。
【図９】（Ａ）から（Ｅ）は、第５図と第７図に対応す
る、本発明の第１実施例のコンタクトストラクチャを製
造するための製造工程例を示す概念図である。
【図１０】（Ｆ）から（Ｉ）は、第５図と第７図に対応
する、本発明の第１実施例のコンタクトストラクチャを
製造するための製造工程例を示す他の概念図である。
【図１１】（Ａ）から（Ｃ）は、ベース部に変更を加え
た構造を有する本発明の第１実施例のコンタクトストラ
クチャの他の構成例を示した概念図である。
【図１２】（Ａ）から（Ｃ）はベース部に変更を加えた
構造を有する本発明の第１実施例のコンタクトストラク
チャの更に他の構成例を示した概念図である。
【図１３】（Ａ）から（Ｅ）は、シリコンオンインシュ
レータ（ＳＯＩ）技術を用いて本発明の第１実施例によ
るコンタクトストラクチャを形成するための製造行程の
例を示した概念図である。
【図１４】（Ｆ）から（Ｉ）は、シリコンオンインシュ
レータ（ＳＯＩ）技術を用いて本発明の第１実施例によ
るコンタクトストラクチャを形成するための製造行程の
例を示した他の概念図である。
【図１５】（Ａ）から（Ｄ）は、プラスチックモールデ
ィング（ホットエンボシング）技術を用いて本発明の第
１実施例によるコンタクトストラクチャを形成するため
の製造行程の例を示した概念図である。
【図１６】（Ｅ）から（Ｈ）は、プラスチックモールデ
ィング（ホットエンボシング）技術を用いて本発明の第
１実施例によるコンタクトストラクチャを形成するため
の製造行程の例を示した他の概念図である。
【図１７】ブリッジ形コンタクタの一端がコンタクト基
板上にスライド式に形成された、本発明の第１実施例の
さらに別のコンタクトストラクチャの例を示した断面概
念図である。
【図１８】コンタクト基板上に凹み（リセス）を有し
た、本発明の第２実施例のコンタクトストラクチャの例
を示す断面概念図である。
【図１９】半田ボールで形成されたコンタクトターゲッ
トに対して第１８図のコンタクトストラクチャが押され
たときの、本発明のコンタクトストラクチャの断面概念
図である。
【図２０】コンタクト基板上に凹み（リセス）を有し
た、本発明の第２実施例のコンタクトストラクチャの変
形実施例を示した断面概念図である。
【図２１】（Ａ）は、コンタクト基板上に凹み（リセ
ス）を有した、本発明の第２の実施例のコンタクトスト
ラクチャのさらに別の変形実施例を示す断面概念図であ
り、（Ｂ）は、半田ボールで形成するコンタクトターゲ
ットに対して第２１図（Ａ）のコンタクトストラクチャ
が押されたときの、コンタクトストラクチャの状態を示
している。
【図２２】（Ａ）から（Ｆ）は、第２３図に示す本発明
の第２実施例のコンタクトストラクチャを形成するため
の製造工程例を示した概念図である。
【図２３】半導体部品と半導体テストシステム間におけ
る本発明のコンタクトストラクチャを用いたインタフェ
ース・アセンブリの全体的組立構造の例を示した断面概
念図である。
【符号の説明】
２０ コンタクト基板 ２２ コンタクトパッド又はエレクトロード（電極） ２３ バイアホール ３０ コンタクタ ３１ コンタクトバンプ（接触バンプ） ３００ 被試験半導体ウェハ ３２０ コンタクトターゲット（パッド）

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンタクトターゲットと電気的接続を
    形成するためのコンタクトストラクチャにおいて、 コンタクト基板と、 そのコンタクト基板上に搭載された複数のコンタクタ
    と、その各コンタクタはブリッジ形状を有し、そのブリ
    ッジの水平部と、その水平部の両端に形成されその水平
    部を支持するための２つの垂直部と、その垂直部にそれ
    ぞれ対応して形成され上記コンタクト基板に接続された
    ベース部とにより構成され、そのベース部の少なくとも
    １つは、上記コンタクト基板上に備えられた接触パッド
    に接続されており、 上記各コンタクタの水平部に取り付けられたコンタクト
    バンプと、 により構成され、コンタクトストラクチャがコンタクト
    ターゲットに対して押されたときにコンタクタの上記水
    平部と垂直部によりコンタクト（接触）力を生成する、 ことを特徴とするコンタクトストラクチャ。
  2. 【請求項２】 上記コンタクタはその断面形状が非対
    称形をなし、これにより上記コンタクトストラクチャと
    上記コンタクトターゲット間に与えられる圧力方向と直
    角な方向へ上記コンタクトバンプの移動を促進する請求
    項１に記載のコンタクトストラクチャ。
  3. 【請求項３】 上記コンタクタはその断面形状が対称
    形をなし、上記垂直部は互いに同一の長さと角度を有し
    ている請求項１に記載のコンタクトストラクチャ。
  4. 【請求項４】 上記垂直部の１つは底部に向かって広
    がっており、その底部において２つのベース部と接続さ
    れている請求項１に記載のコンタクトストラクチャ。
  5. 【請求項５】 上記垂直部の両端はそれぞれ底部に向
    かって広がっており、その各底部において２つのベース
    部と接続されている請求項１に記載のコンタクトストラ
    クチャ。
  6. 【請求項６】 上記コンタクタはニッケル、アルミニ
    ウム、銅、ニッケルパラジウム、ロジウム、ニッケルゴ
    ールド、またはイリジウムにより形成されている請求項
    １に記載のコンタクトストラクチャ。
  7. 【請求項７】 上記各コンタクタの水平部には、硬質
    の金属により形成された２個またはそれ以上のコンタク
    トバンプが取り付けられている請求項１に記載のコンタ
    クトストラクチャ。
  8. 【請求項８】 上記コンタクトバンプはタングステン
    または硬質の金属で被膜されたガラスボールで形成され
    ている請求項１に記載のコンタクトストラクチャ。
  9. 【請求項９】 上記コンタクトバンプは球形、四角
    形、台形、円錐形、あるいはピラミッド形の形状を有し
    ている請求項１に記載のコンタクトストラクチャ。
  10. 【請求項１０】 上記コンタクトバンプはニッケル、
    ベリリウム、アルミニウム、銅、ニッケル・コバルト・
    鉄合金、または鉄・ニッケル合金のような硬質金属によ
    り形成されている請求項１に記載のコンタクトストラク
    チャ。
  11. 【請求項１１】 上記コンタクドバンプはニッケル、
    ベリリウム、アルミニウム、銅、ニッケル・コバルト・
    鉄合金、または鉄・ニッケル合金のような基礎材料によ
    り形成され、その外面を金、銀、ニッケルパラジウム、
    ロジウム、ニッケルゴールド、またはイリジウムのよう
    な高導電性かつ非酸化性の金属により被膜して形成され
    ている請求項１に記載のコンタクトストラクチャ。
  12. 【請求項１２】 上記コンタクトバンプは上記コンタ
    クタにソルダリング、ブレイジング、ウエルディグ、ま
    たは導電接着剤の適用により取り付けられている請求項
    １に記載のコンタクトストラクチャ。
  13. 【請求項１３】 コンタクトターゲットと電気的接続
    を形成するためのコンタクトストラクチャにおいて、 コンタクト基板と、 そのコンタクト基板上に搭載された複数のコンタクタ
    と、その各コンタクタはブリッジ形状を有し、そのブリ
    ッジの水平部と、その水平部の両端に形成されその水平
    部を支持するための２つの垂直部と、その垂直部にそれ
    ぞれ対応して形成され上記コンタクト基板に接続された
    ベース部とにより構成され、そのベース部の１つは、上
    記コンタクト基板上に備えられた接触パッドに接続され
    ており、そのベース部の他方は上記コンタクト基板の表
    面をスライド可能に形成されており、 上記各コンタクタの水平部に取り付けられたコンタクト
    バンプと、 により構成され、コンタクトストラクチャがコンタクト
    ターゲットに対して押されたときにコンタクタの上記水
    平部と垂直部によりコンタクト（接触）力を生成し、上
    記ベース部の他方が上記コンタクト基板上をスライドし
    て、上記コンタクトバンプによる上記コンタクトターゲ
    ットの表面ですり削り効果を促進する、 ことを特徴とするコンタクトストラクチャ。
  14. 【請求項１４】 上記コンタクトバンプは球形、四角
    形、台形、円錐形、あるいはピラミッド形の形状を有し
    ている請求項１３に記載のコンタクトストラクチャ。
  15. 【請求項１５】 上記コンタクトバンプはニッケル、
    ベリリウム、アルミニウム、銅、ニッケル・コバルト・
    鉄合金、または鉄・ニッケル合金のような硬質金属によ
    り形成されている請求項１３に記載のコンタクトストラ
    クチャ。
  16. 【請求項１６】 上記コンタクトバンプはニッケル、
    ベリリウム、アルミニウム、銅、ニッケル・コバルト・
    鉄合金、または鉄・ニッケル合金のような基礎材料によ
    り形成され、その外面を金、銀、ニッケルパラジウム、
    ロジウム、ニッケルゴールド、またはイリジウムのよう
    な高導電性かつ非酸化性の金属により被膜して形成され
    ている請求項１３に記載のコンタクトストラクチャ。
  17. 【請求項１７】 コンタクトターゲットと電気的接続
    を形成するためのコンタクトストラクチャにおいて、 その表面にリセス（溝）を有する誘電体基板と、 そのコンタクト基板上に搭載された微細加工のプロセス
    により形成されたコンタクタと、その各コンタクタは、
    上記誘電体基板に接続された２つの垂直部を端部に有す
    る水平部により構成され、その水平部は上記リセスの上
    部に位置づけられており、 上記コンタクタが上記コンタクトターゲットに対して押
    されると、そのコンタクタの水平部がリセスに入り込む
    ように変形されるとともにコンタクト力を生成する、 ことを特徴とするコンタクトストラクチャ。
  18. 【請求項１８】 上記コンタクタは、自由端と、垂直
    部に接続された他端を有する水平部により構成されてお
    り、その垂直部は上記誘電体基板に接続したベース部を
    有しており、水平部の上記自由端が誘電体基板の上記リ
    セスの上部に位置するように上記ベース部が固定されて
    いる請求項１７に記載のコンタクトストラクチャ。
  19. 【請求項１９】 それぞれが自由端を有する水平部に
    より構成された２つのコンタクタが、その水平部の上記
    自由端が誘電体基板の上記リセスの上部に位置するよう
    に設けられている請求項１８に記載のコンタクトストラ
    クチャ。
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