JP2008511007A

JP2008511007A - 積層された先端を有する片持ち梁電気コネクタ

Info

Publication number: JP2008511007A
Application number: JP2007530120A
Authority: JP
Inventors: ウィリアムズ，スコット・アール; シュハート，ジョン; スロピー，アラン
Original assignee: SV Probe Pte Ltd
Current assignee: SV Probe Pte Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2008-04-10
Also published as: CN101006347A; US7279917B2; EP1782077A1; KR20070060094A; WO2006026346A1; US20060043995A1; TW200622253A

Abstract

プローブカードアセンブリのためのプローブ（１０）が提供される。このプローブは、先端部分を有する梁要素（１２）を含む。このプローブは、梁要素の先端部分上の先端構造（１８）も含む。先端構造は、積層構造で配置された複数の導電性バンプ（２０，２２）を含む。

Description

関連出願
本出願は、２００４年８月２６日に出願された米国仮特許出願連続番号第６０／６０４，５６１号に関連し、その優先権を主張し、この仮特許出願は引用によって全文が本明細書に援用される。

発明の分野
本発明は、集積回路のテストのための機器に関する。より詳細には、本発明は集積回路のウェハテストのためのプローブカードアセンブリのプローブ要素に関する。

発明の背景
片持ち梁電気コネクタ要素は、集積回路および同様の製品のテスト（たとえば、ウェハテスト）のためのプローブカードの製造に広く用いられている。片持ち梁電気コネクタは、被テスト装置（device under test）（ＤＵＴ）上の電気的接触ポイント（たとえば、コンタクトパッド）とテスト機器上の別の電気的接触ポイント（たとえば、別のコンタクトパッド）との間に電気的接触をもたらすように設計される。したがって、片持ち梁電気コネクタはプローブカードアセンブリの中に電気経路の一部をもたらし、プローブカードアセンブリはＤＵＴとテスト機器との間に電気的相互接続をもたらす。

ＤＵＴ上のコンタクトパッドと接触する片持ち梁電気コネクタの端部は概して、ある材料から作られるコンタクトパッドとともに、コンタクトパッドとの接触を容易にする形状で形成される。米国特許第５，８９２，２２３号および第６，２５５，１２６号は、従来の片持ち梁電気コネクタのいくつかの例を記載する。たとえば、片持ち梁コネクタは、コンタクトパッド上に形成し得る酸化物層を貫通することによってＤＵＴ上のコンタクトパッドとの電気的接続を容易にするように設計されるピラミッド型または同様の形状の先端を含んでもよい。このような酸化物層は接続部を介する導電性を低減し、したがって、ＤＵＴのテストに悪影響を及ぼす。

従来の片持ち梁電気コネクタは、リソグラフィ技術、ワイヤを曲げる技術および金属打抜き技術などのさまざまなプロセスを経て形成される。このようなプロセスに関連して片持ち梁電気コネクタのための先端要素／構造を形成することは、費用および時間がかかる可能性がある。

したがって、片持ち梁電気コネクタのためのより容易に製造された、費用対効果の高い先端構造を提供することが望ましいであろう。

発明の概要
本発明の例示的な実施例によれば、プローブカードアセンブリのためのプローブが提供される。このプローブは、先端部分を有する梁要素を含む。このプローブは、梁要素の先端部分上の先端構造も含む。先端構造は、積層構造で配置された複数の導電性バンプを含む。

本発明の別の例示的な実施例によれば、プローブカードアセンブリが提供される。プロ
ーブカードアセンブリは、（１）面を規定する基板と、（２）基板の面上に支持される複数のプローブ要素とを含む。プローブ要素の各々は、（ａ）先端部分を有する梁要素と、（ｂ）梁要素の先端部分上の先端構造とを含む。先端構造は、積層構造で配置された複数の導電性バンプを含む。

本発明のさらに別の例示的な実施例によれば、電気コネクタを形成する方法が提供される。この方法は、先端部分を有する梁要素を設けることを含む。この方法は、電気コネクタの先端構造を規定するために、梁要素の先端部分上に、積層構造で複数の導電性バンプを配置することも含む。

本発明を例示する目的で、現在のところ好ましい本発明の形態が図面に示される。しかしながら、本発明は示される厳密な配置および手段に限定されないことが理解される。一般的な慣習に従って図面のさまざまな特徴は一定の比例に応じて描かれていないことが強調される。逆に、さまざまな特徴の寸法は、明確にするために、任意に拡大または縮小される。以下の図が図面に含まれる。

発明の詳細な説明
本明細書に記載される本発明のさまざまな例示的な実施例によれば、片持ち梁電気コネクタを構成するための効率的で、安価なプロセスが提供される。積層されたバンプを用いることによって、ベース片持ち梁電気コネクタはテストされるべき特定の装置に適合するように修正されることが可能である。片持ち梁電気コネクタをプローブカードに取付けるためにボンダーを用いることによって、プローブの取付の自動化も可能になり、したがって、手で片持ち梁電気コネクタを取付ける従来の方法に伴う労力および関連するコストが低減される。

本明細書において使用されるように、「片持ち梁」という用語は梁部材を指し、より詳細には、荷重が加えられた状態で撓むように梁部材の端部が支持されないように支持された細長い梁部材を指す。

本明細書において使用されるように、「プローブ」または「プローブ要素」という用語は、半導体装置（たとえば、ウェハから切分けられる前の半導体装置、ウェハから既に切分けられた、パッケージ化された半導体装置など）の導電性領域を調べるために構成される任意の導電性の構造を指す。したがって、「プローブ」または「プローブ要素」という用語は、いくつかの形状／構成（たとえば、直線の梁部材、湾曲した梁部材、曲がった部材など）のいずれかを有する部分を含むこのような構造、およびいくつかのプロセス（たとえば、リソグラフィプロセスなどのめっきプロセス、エッチングまたはスタンピングなどのサブトラクティブ法など）のいずれかから形成される構造を含む。

図１は、片持ち梁電気コネクタ１０（たとえば、プローブカードアセンブリの一部であるように構成されるプローブまたはプローブ要素１０）を示している。たとえば、コネクタ１０は、プローブカードアセンブリを介して、テストされるべき装置（たとえば、ウェハから切分けられる前の集積回路装置）とテストシステムとの間に一時的な電気的相互接続をもたらすように構成されてもよい。電気コネクタ１０は、第１の端部１４および第２の端部１６を有する梁要素１２を含む。先端構造１８は第２の端部１６上に設けられる。例示的な先端構造１８は、平坦化またはコイン化されたスタッドバンプ２０の積層物と、積層物２０の上に成形されたバンプ２２とを含む。梁要素１２は、当業者に公知の任意の従来の片持ち梁形成プロセス、たとえばアディティブ法（たとえば、リソグラフィ技術を用いるものなどのめっきプロセス）またはサブトラクティブ法（たとえば、スタンピング、エッチング、レーザ切断もしくは除去など）を用いて形成されてもよい。電気コネクタ１０は、たとえば金などの、優れた電気伝導性および弾性をもたらす任意の好適な材料か
ら形成されてもよい。代替的には、電気コネクタ１０は、導電性の層でコーティングまたはめっきされたコア構造（たとえば、導電性または非導電性の構造）を含んでもよい。

電気コネクタ１０は、第１の端部１４においてポスト４０に結合される。ポスト４０は、基板５０の導電性領域４２上に配置される。たとえば、導電性領域４２は、基板５０の導電性トレース、端子、コンタクトパッドなどであってもよい。導電性領域４２が導電性トレースである場合には、このようなトレースはたとえばめっき技術（たとえば、フォトリソグラフィ技術）によって基板５０上に配置されてもよい。限定されないが、ポスト４０もめっきされた構造であってもよい（たとえば、フォトリソグラフィによって導電性領域４２の上にめっきされる）。

図１（または、本明細書に与えられる他の図）には示されていないが、基板５０（たとえば、スペース変圧器）は、導電性領域５０に隣接した第１の面から基板５０の対向する面に延在する導電性経路を含む。プローブカードアセンブリでは、このような対向する面は、図７に関して示され、記載されるように、インターポーザに隣接して位置決めされてもよい。

例示的な先端構造１８は、たとえばペンシルバニア州ウィローグローブ（Willow Grove）にあるキューリック・アンド・ソファ・インダストリーズ・インコーポレイテッド（Kulicke and Soffa Industries, Inc.）によって販売されるものなどのワイヤボンディング機械を用いて形成される。より詳細には、図２Ａ〜図２Ｆを参照して、ワイヤボンダーは、梁要素１２の第２の端部１６上に第１のスタッドバンプ２０ａを置くために用いられるボンディングツール１９（たとえば、毛管ツール）を含む（図２Ａ参照）。例示的なスタッドバンプ２０ａが概して不規則な形状を有するので、より平面的な面を有するようにスタッドバンプ２０ａを平坦化またはコイン化するために、図２Ｂに示される成形ツール３０が用いられる。図２Ｂでは、上向きに、および平坦化されたスタッドバンプ２０ａから離れるように移動する成形ツール３０が示される。スタッドバンプ２０ａを平坦化するために図２Ｂでは別個のツール３０が示されるが、ボンディングツール１９（たとえば、ボンディングツール１９の平坦な面）に一体化されたツールがスタッドバンプ２０ａなどのスタッドバンプを平坦化するために用いられてもよいことが企図される。

次いでワイヤボンディングツール１９は、図２Ｃに示されるように、平坦化されたスタッドバンプ２０ａの上に第２のスタッドバンプ２０ｂを置く。第２のスタッドバンプ２０ｂを図２Ｄに示される形状に平坦化するために成形ツール３０が用いられ、このプロセスは（所望の先端の高さを達成するための）所望の数の平坦化されたバンプが得られるまで繰返される。図２Ｄに示されるように、第３のスタッドバンプ２０ｃは平坦化されたバンプ２０ｂに接着されている。図２Ｅに示されるように、第３のバンプ２０ｃは平坦化されており、積層物２０の一部として示され、最上部のバンプ２２は第３のバンプ２０ｃの上に接着される。図２Ａ〜図２Ｆに示される例示的な実施例では、バンプの積層物２０（すなわち、バンプ２０ａ、２０ｂおよび２０ｃ）は、先細りになった（たとえば、ピラミッド型または三角形の）形状の先端構造が達成されるように異なる大きさを有する。

図２Ｆに示されるように、最上部のバンプ２２を所望の形状に形成するために成形ツール３２が用いられる。所望の形状は、円錐形、ピラミッド型（たとえば、三角錐、四角錐）、半球などのいくつかの形状のいずれかであってもよい。図２Ｆから明らかであるように、成形ツール３２は、所望の先端の形状を形成するために用いられる型どられた窪み３２ａを含む。

図２Ｆは成形されたバンプ２２を示しているが、本発明は成形ツールを用いて成形された最上部のバンプを有する実施例に限定されない。たとえば、図３は、バンプの積層物２
０と、ボンディングツール１９から堆積された後の状態と同様のバンプの形状であるバンプ２２とを有する最終的な先端構造を示している。図３におけるバンプ２２は成形されない。なぜなら、図３におけるバンプ２２は意図される目的で、すなわち、プローブカードアセンブリの片持ち梁プローブ要素の先端構造の最終的な部分であるように、望ましい形状でボンディングツール１９によって堆積されるためである。

図１〜図３に示される本発明の例示的な実施例は、概してピラミッド型または円錐形の先端構造１８を形成するように異なる大きさを有するバンプの積層物を含むが、本発明はそれに限定されない。たとえば、図４Ａに示されるように、先端構造６２は、（上述のバンプ２２と同様に成形される場合もあれば、成形されない場合もある）最終的なバンプ６６が接着された、実質的に均一な大きさの平坦化またはコイン化されたスタッドバンプの積層物６４を含んでもよい。図４Ｂは、基板５０によって支持される電気コネクタ６０（たとえば、プローブカードアセンブリの片持ち梁プローブ要素）を示している。電気コネクタ６０は、基板５０上の導電性領域４２に電気的に結合されたポスト４０を含む。電気コネクタ６０は、ポスト４０に電気的に結合された（たとえば、ＴＡＢ接着された）梁要素１２および図４Ａに示される先端構造６２も含む。

バンプの各々（たとえば、積層物２０または積層物６４におけるバンプ）は、同一のまたは異なる電気的に伝導性の材料から形成されてもよい。一例では、バンプはプラチナイリジウム合金（すなわち、ＰｔＩｒ合金）から形成される。バンプを形成するために用いられる他の例示的な材料は、金、銅、プラチナ、パラジウム、銀、またはそれらの合金の組合せを含む。本発明の特定の例示的な実施例では、優れた展性特性を有する材料が望ましい。さらに、最上部のバンプ（たとえば、バンプ２２、バンプ６６）は、テストされるべき装置上の典型的なコンタクトパッドの上に形成し得る酸化物層を貫通するのに十分な硬度を有する材料から形成されてもよい。最上部のバンプとして用いられることができる好適な金属の例は、パラジウム、プラチナ−イリジウム、パリネイ−７（Paliney−7）およびパラジウム−コバルトである。

図１に示される積層物２０および先端２２など、先端とともにバンプの積層物を形成する際に、バンピングプロセスでは特定のバンプ材料（たとえば、ＰｔＩｒバンプ）同士が十分に付着しないことが注目される。このような状況では、次のバンプを付着させるために付着材料（たとえば、金からなる薄い層）が各バンプ上に施されてもよい（たとえば、スパッタされてもよい）。

本発明は任意の特定の大きさのバンプに限定されないが、（平坦化／コイン化後の）積層物における例示的なバンプの直径は５０から６０μｍであってもよく、その厚さは約２０から２５μｍであってもよい。例示的な最上部のバンプ（たとえば、図１のバンプ２２）は、バンプの先端の直径が５０μｍ未満であるかまたは５０μｍに等しく、その高さが約２５μｍであるように成形されてもよい。（梁の上部から積層物の先端の上部までの）例示的な積層物の高さは１００μｍである。もちろん、これらの寸法は実際には例示的なものであり、代替的な寸法が企図される（たとえば、ファインピッチの用途ではより小さな寸法である）。

本発明による先端構造のバンプ（たとえば、図１のバンプ２０，２２）は、電気コネクタの梁部材に付着されてもよく、任意の従来の態様を用いて平坦化または成形されてもよい。上で与えられたように、バンプは従来のボール／バンプボンディング技術（たとえば、超音波、熱音波、熱圧着など）を用いて梁部材に（および積層構造で互いに）付着されてもよい。本発明の特定の例示的な実施例では、梁部材（たとえば、図１の梁部材１２）は、バンプを接着するプロセス中に加熱されてもよい。さらに、バンプを形成するために特定の材料（たとえば、銅または銅の合金）が用いられる場合には、バンピングの利用は
望ましくは非酸化雰囲気で行なわれるであろう。

電気コネクタの梁要素（たとえば、図１の電気コネクタ１０の梁１２）が（先端構造としてのバンプの適用例を含む）本発明に従って形成された後、梁要素はプローブカードなどのテスト機器の構成要素に取付けられてもよい。この取付は当業者に公知の多くの異なる方法によってなされ得る。例示的な取付は、ｔａｂボンディングプロセスを用いることによるものである。ｔａｂボンディングプロセスは、当該技術分野において周知であり、スポット溶接機としてボンダーを利用する。たとえば、ボンダーは、図１に関して上述されたように、基板上のポストに梁要素を取付けるために用いられてもよい。積層されたバンプが与えられた後に梁要素がポスト要素に結合されるように記載されているが、本発明の特定の実施例では、梁が基板上のポストに結合された後に１つ以上のバンプが梁要素に取付けられる。

本発明の特定の例示的な実施例によれば、高さがより均一になるように複数の電気コネクタのバンプの積層物の高さを変更することが望ましい場合がある。さらに、より信頼性の高い慣らし運転期間を先端構造に与えるために各バンプの積層物の先端を部分的に平坦化／コイン化することが望ましい場合がある。本発明のこれらの任意の特徴は、図５Ａ〜図５Ｃおよび図６Ａ〜図６Ｃに示され、図５Ａ〜図５Ｃおよび図６Ａ〜図６Ｃに関して以下に記載される。

ここで図５Ａを参照すると、ボンディングツール５００の平坦な面は先端構造６２のバンプ６６のまさに最上部に降りている。ボンディングツール５００はバンプ６６の最上部を部分的に平坦化する場合もあれば、代替的には、ボンディングツール５００はバンプ６６の平坦化が意図されることなく単にバンプ６６の最上部に接触する場合もある。それにかかわらず、第１の基準高さｈ₁は、図１に示されるようにこの高さで測定される。ボンディングツール５００がバンプ６６の最上部を部分的に平坦化する場合には、高さｈ₁はこの平坦化に基づいて低減された高さで測定される。高さおよび／または平坦化された先端の直径などの他のパラメータを制御するためにフィードバックシステムが含まれてもよい。

ここで図５Ｂを参照すると、（ここでは調整ツール５００とも称される）ボンディングツール５００は第２の基準ポイントｈ₂に降りており、この第２の基準ポイントｈ₂は、図５Ｂに示される例示的な実施例では、梁要素１２の上面である。２つの基準高さ（たとえば、ｈ₁およびｈ₂）によって、相対的高さが求められることができる。（最上部のバンプを含む）積層物の相対的高さが所望の積層物の高さよりも高い場合には、好ましくは先端の特徴に影響を及ぼすことなく、積層物の高さに対して調整が行なわれ得る。図５Ｃに示されるように、調整ツール５００は、その開口／穴がバンプの積層物（すなわち、先端構造６２）の中心上に置かれた状態で下降する。一旦調整ツール５００とバンプの積層物との間で（たとえば、機械フィードバックに基づいて）接触が検出されると、バンプの積層物の降伏力におよそ等しい下向きの力がある期間かけられ、調整ツール５００の位置の安定化を考慮する。調整ツール５００の位置が参照され、所望の下降が達成され、その結果、バンプの積層物が所望の予め定められた高さｈ₃に到達するまで（または、指定されたタイムアウトが発生するまで）（たとえば、超音波エネルギを含む）下向きの力がますます調整ツール５００にかけられる。

わずかに異なるアプローチが図６Ａ〜図６Ｃに関して示される。図６Ａでは、調整ツール５００は梁要素１２の面において第１の基準高さｈ_aを測定する。図６Ｂでは、調整ツール５００は、（たとえば、図５Ｃに関して上述されたものと同様のプロセスを用いて）初期接触（調整ツール５００と先端構造６２との間の初期接触）の初期の高さｈ_bから所望の変更された高さｈ_cに下降することによって先端構造６２の高さを変更し、ここで、
高さｈ_bおよびｈ_cは高さｈ_aを参照することによって取られる。図６Ｃでは、所望であれば、バンプ６６の最上部は、（たとえば、調整ツール５００の平坦な面を用いて）基準高さｈ_cから新しい高さｈ_dに調整ツール５００を下げることによって平坦化／コイン化されてもよい。

図５Ａ〜図５Ｃおよび図６Ａ〜図６Ｃに関して示され、記載された調整プロセスは実際には例示的なものであり、変形例および異なる方法が企図される。

図５Ａ〜図５Ｃおよび図６Ａ〜図６Ｃに示される調整ツール５００はワイヤボンディングツール（たとえば、毛管ツール）であるが、他の調整ツールが企図される。

図１および図４Ｂの各々では、電気コネクタ（たとえば、片持ち梁プローブ）が１つだけ、すなわちそれぞれに１０，６０が示されている。しかしながら、プローブ１０，６０（および本発明の範囲内の他のプローブ）をそれぞれに組入れるプローブカードアセンブリは各々、基板（たとえば、スペース変圧器）に装着された複数のプローブを含むであろうということが理解されるべきである。

ここで図７を参照すると、本発明の例示的な実施例による（特定のメモリ装置のために構成された）２列のプローブ６０を含むプローブカードアセンブリ７００の一部が示され、示される例示的なプローブは図４Ｂに示された電気コネクタ６０である。プローブカードアセンブリ７００は、当業者に公知であるように、ＰＣＢ７０２と、基板５０（たとえば、ＭＬＯまたはＭＬＣスペース変圧器などのスペース変圧器５０）と、ＰＣＢ７０２と基板５０との間に配置されたインターポーザ７０４（たとえば、ばねピンまたはポーゴー（pogo）ピンベースのインターポーザ）とを含む。例示的なプローブカードアセンブリ７００は、補強材要素７０６および７０８、ならびに留め具７１０も含む。

本発明の例示的な実施例による、導電性トレース４２を介して基板５０に結合された例示的なプローブ６０の詳細な図も図７に示される。本発明の範囲内の他のプローブまたは電気コネクタも、図７に示されるものなどのプローブカードアセンブリの一部として含まれてもよい。

プローブカードアセンブリの例示的な構成が図７に示されているが、本発明はそれに限定されない。当業者に公知のさまざまなプローブカードの構成が企図される。

図８は、片持ち梁電気コネクタを含むプローブカードを加工するための例示的なプロセスを示す。図８に示されるさまざまなステップは、本発明の範囲内で変更または省略されてもよい。ステップ８００において、梁パネルアセンブリ（たとえば、タイバーによって接続された梁要素のめっきされたパネル）における梁要素の群が設けられる。ステップ８０２において、梁パネル面から汚染物質を除去するために梁パネルアセンブリが（たとえば、プラズマ洗浄剤によって）洗浄される。洗浄後、梁パネルアセンブリはワイヤボンダーに移動される。ステップ８０４において、ボンディングツールを用いて、ワイヤボンダーは単一のスタッドバンプ（たとえば、ＰｔＩｒワイヤ、パラジウム合金ワイヤなどからなるスタッドバンプ）を各梁要素の前部先端近くに置く。バンプが梁の先端の上に置かれた後、梁アセンブリは第２のワイヤボンダーに移動される。ステップ８０６において、各スタッドバンプの上面は第２のワイヤボンダーのツールを用いて平坦化／コイン化される。もちろん、ステップ８０４および８０６は単一のワイヤボンダーを用いて達成され得るであろう。さらに、ステップ８０６においてスタッドバンプを平坦化／コイン化するために、ワイヤボンダー以外のシステムが利用されてもよい。

ステップ８０８において、（平坦化／コイン化されたスタッドバンプの第１の群を含む
）梁パネルアセンブリが（たとえば、プラズマ洗浄剤によって）洗浄される。ステップ８１０において、洗浄後に、薄い付着層（たとえば、金からなる薄い層）が平坦化／コイン化されたスタッドバンプの第１の群の上に施される（たとえば、スパッタされる）。ステップ８１２において、梁パネルアセンブリは次いで第１のワイヤボンダーに移動され、第２のスタッドバンプが第１のバンプの上に置かれ、ステップ８１４において、第２のバンプは（たとえば、第１のワイヤボンダーにおいてまたは第２のワイヤボンダーにおいて）平坦化／コイン化される。

ステップ８１６において、梁パネルアセンブリは次いで（たとえば、プラズマ洗浄剤によって）洗浄され、ステップ８１８において、付着層（スパッタされた金からなる薄い層）が第２のバンプに施される。このプロセス（たとえば、バンピング、コイン化、洗浄および付着層を施すこと）は、所望の積層物の高さに到達するように所望のごとく繰返される。ステップ８２０において、最終的なバンプが積層物に接着され、所望であれば、最終的なバンプは（たとえば、図２Ｆにおけるように）成形されてもよい。

（成形されたまたは成形されていない）最終的なバンプを含むすべての積層物が完成した後、アセンブリはワイヤボンダー（たとえば、第１のワイヤボンダー）の上に戻される。さらに、最終的なバンプを含む積層物は（たとえば、導電性バンプ間、積層物と梁との間などの）付着を高めるためにアニールプロセスを経てもよい。ステップ８２２において、ワイヤボンダーは各積層物の高さを測定し、次いで、（１）個々の積層物を所望の高さに至るまで調整する、および／または（２）先端の形状（たとえば、先端の直径）を調整する。ステップ８２２は、たとえば図５Ａ〜図５Ｃまたは図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら上述された例示的なプロセスのうちの１つに従って行なわれてもよい。

ステップ８２４において、調整プロセス後に、梁パネルは（プラズマ洗浄剤によって）洗浄される。ステップ８２６において、梁パネルは各梁に対応して立ち上がるポストを含むめっきされた基板に位置合わせされ、梁は（たとえば、ＴＡＢボンディングプロセスを用いて）ポストに取付けられ、その後、個々の梁は梁パネルから切離される。

本発明は主にワイヤボンダーを用いる技術に関して記載されてきたが、本発明はそれに限定されない。本明細書に開示されるさまざまなプロセスおよび構造（たとえば、梁の上の層状の先端構造、コイン化プロセスなど）は、ワイヤボンディングシステム以外のシステムを用いて達成されてもよい。

本発明は主にウェハテストのためのプローブカードアセンブリのためのプローブに関して記載されてきたが、本明細書に開示される特定の概念はパッケージ化された集積回路のパッケージテストなどの他のテスト技術に適用されてもよいことが企図される。

本発明のさまざまな例示的なプローブに含まれる電気コネクタ（たとえば、片持ち梁プローブ要素）の要素（たとえば、ポスト、梁など）は、導電性、ボンディング中の付着性または硬度などの所望の特性を持たない可能性がある導電性材料を含んでもよい。したがって、本明細書において示された各実施例に関連して明示的に記載されてはいないが、特定の要素がこのような特性を与えるために所望のごとくコーティング、めっきまたはスパッタされてもよいことが明らかである。たとえば、特定のボンディング技術（たとえば、ＴＡＢボンディング）を用いて、（１）電気コネクタの梁を（２）電気コネクタのポストに結合するときに、梁をそこに接着する前にポストの上に展性材料をスパッタすることが望ましいかもしれない。より具体的な例として、ポストおよび梁がニッケルマンガンから形成される場合には、より堅固に接着させるために、梁をそこに接着する前にポストの上に金をスパッタすることが望ましいかもしれない。

本発明は主にスタッドバンプが積層された先端要素に関して記載されてきたが、本発明はそれに限定されない。積層された先端要素を形成するために他の導電性バンプが企図される。

本発明は、その精神または基本的な属性から逸脱することなく他の具体的な形態で実施されてもよい。本発明はその例示的な実施例に関して記載され、示されてきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく上述のおよびさまざまな他の変更、省略および追加がなされ得ることが当業者によって理解されるべきである。

本発明の例示的な実施例による、基板によって支持された片持ち梁電気コネクタの概略図である。図１の片持ち梁電気コネクタを形成する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。図１の片持ち梁電気コネクタを形成する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。図１の片持ち梁電気コネクタを形成する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。図１の片持ち梁電気コネクタを形成する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。図１の片持ち梁電気コネクタを形成する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。図１の片持ち梁電気コネクタを形成する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの一部の概略図である。本発明の例示的な実施例による別の片持ち梁電気コネクタの一部の概略図である。本発明の例示的な実施例による、基板によって支持された、図４Ａに示される部分を含む片持ち梁電気コネクタの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの先端構造を加工する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの先端構造を加工する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの先端構造を加工する例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの先端構造を加工する別の例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの先端構造を加工する別の例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの先端構造を加工する別の例示的な方法に関連付けられるさまざまなステップの概略図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタの詳細な図を含むプローブカードアセンブリの一部の切欠図である。本発明の例示的な実施例による片持ち梁電気コネクタを含むプローブカードを加工する方法を示すフロー図である。

Claims

プローブカードアセンブリのためのプローブであって、
先端部分を有する梁要素と、
前記梁要素の前記先端部分上の先端構造とを含み、前記先端構造は、積層構造で配置された複数の導電性バンプを含む、プローブ。
ポスト要素をさらに含み、前記梁要素は前記ポスト要素によって基板上に支持されるように構成される、請求項１に記載のプローブ。
前記複数の導電性バンプは、少なくとも２つの平坦化された導電性バンプを含む、請求項１に記載のプローブ。
前記複数の導電性バンプは、前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプ上に位置決めされた最上部のバンプを含む、請求項３に記載のプローブ。
前記最上部のバンプは、ボンディングツールの開口に隣接した前記ボンディングツールの内面によって実質的に規定される形状を有する、請求項４に記載のプローブ。
前記最上部のバンプは、実質的にピラミッド型、実質的に円錐形、または実質的に半球からなる群から選択される形状を有する、請求項４に記載のプローブ。
材料は、前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプ間に与えられる、請求項３に記載のプローブ。
前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプは、前記先端構造が先細りになった形状を規定するように異なる直径を有する、請求項３に記載のプローブ。
前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプは、実質的に同様の直径を有する、請求項３に記載のプローブ。
プローブカードアセンブリであって、
面を規定する基板と、
前記基板の前記面上に支持される複数のプローブ要素とを含み、前記プローブ要素の各々は、（ａ）先端部分を有する梁要素と、（ｂ）前記梁要素の前記先端部分上の先端構造とを含み、前記先端構造は、積層構造で配置された複数の導電性バンプを含む、プローブカードアセンブリ。
各プローブ要素はポスト要素をさらに含み、前記梁要素は前記ポスト要素によって前記基板の前記面上に支持されるように構成される、請求項１０に記載のプローブカードアセンブリ。
前記複数の導電性バンプは、少なくとも２つの平坦化された導電性バンプを含む、請求項１０に記載のプローブカードアセンブリ。
前記複数の導電性バンプは、前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプ上に位置決めされた最上部のバンプを含む、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
前記最上部のバンプは、ボンディングツールの開口に隣接した前記ボンディングツールの内面によって実質的に規定される形状を有する、請求項１３に記載のプローブカードア
センブリ。
前記最上部のバンプは、実質的にピラミッド型、実質的に円錐形、または実質的に半球からなる群から選択される形状を有する、請求項１３に記載のプローブカードアセンブリ。
材料は、前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプ間に与えられる、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプは、前記先端構造が先細りになった形状を規定するように異なる直径を有する、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
前記少なくとも２つの平坦化された導電性バンプは、実質的に同様の直径を有する、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
電気コネクタを形成する方法であって、
先端部分を有する梁要素を設けるステップと、
前記電気コネクタの先端構造を規定するために、前記梁要素の前記先端部分上に、積層構造で複数の導電性バンプを配置するステップとを含む、方法。
前記配置するステップは、前記先端部分上に第１の導電性バンプを接着するステップと、前記第１の導電性バンプを平坦化するステップと、前記平坦化された第１の導電性バンプ上に第２の導電性バンプを接着するステップと、前記第２の導電性バンプを平坦化するステップとを含む、請求項１９に記載の方法。
前記第１の導電性バンプおよび前記第２の導電性バンプは、前記先端構造が先細りになった形状を規定するように異なる直径を有するように平坦化される、請求項２０に記載の方法。
前記平坦化された第１の導電性バンプ上に前記第２の導電性バンプを接着する前に、前記平坦化された第１の導電性バンプ上に付着層を堆積させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
前記先端部分に対向する端部における前記梁要素を、基板によって支持される前記電気コネクタのポスト要素に結合するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
前記配置するステップは、ボンディングツールの開口に隣接した前記ボンディングツールの内面によって実質的に規定される形状を有するように、前記積層構造の最上部のバンプを接着するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
成形ツールを用いて前記最上部のバンプを成形するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
前記成形するステップは、実質的にピラミッド型、実質的に円錐形、または実質的に半球からなる群から選択される形状を有するように前記最上部のバンプを成形するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
前記先端構造の高さを変更するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
前記変更するステップは、前記先端構造の高さが予め定められた高さにおよそ等しくなるように前記先端構造の少なくとも一部を押し潰すステップを含む、請求項２７に記載の方法。
前記押し潰すステップは、ボンディングツールを用いて前記先端構造の少なくとも一部を押し潰すステップを含む、請求項２８に記載の方法。
前記押し潰すステップは、前記先端構造の最上部のバンプが前記ボンディングツールによって規定された開口によって受取られるように前記先端構造を前記ボンディングツールと接触させるステップを含む、請求項２９に記載の方法。
前記配置するステップは、非酸化雰囲気において前記積層構造で前記複数の導電性バンプを配置するステップを含む、請求項１９に記載の方法。