JP2012093127A - バーチカルプローブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 屈曲部を有したプローブ針をプローブハウジングに容易に挿入および交換でき、プローブ先端位置の精度が容易に維持される低コスト構造を備えたバーチカルプローブヘッドを提供する。
【解決手段】 本発明のバーチカルプローブヘッド１は、テスト端子５ａに接触して電気的に導通を有するプローブ先端２ａと、電気信号測定装置に信号を伝達するインターポーザ４の接続端子４ａと接触して電気的に導通を有するプローブ後端２ｂとを備え、プローブ下部２ｃとプローブ上部２ｄとの間に長手方向に沿って左右に屈曲する屈曲部２ｅを有するプローブ針２と、プローブ針をプローブ先端側から挿入可能な第１の開口３ａを有する上部スルーホール３ｃと、プローブ先端を電子デバイス側に突出させる第２の開口３ｂを有する下部スルーホール３ｄとを有するプローブハウジング３と、上部シリコン基板３ｅと、下部シリコン基板３ｆとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルやカメラモジュール、ＩＣ、ＬＳＩ等の多電極半導体デバイスの検査用のプローブカードに備えられたプローブヘッドに関し、特に、垂直方向に沿って屈曲部を有するプローブ針をプローブヘッドに挿着する構造を備えたバーチカルプローブヘッドに関する。

液晶パネルやカメラモジュール、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスは一般に矩形に形成され、その縁辺およびエリアに配列された多数の端子電極（以下、単に「電極」と略す）を設けている。
このようなデバイスは製造中の検査工程において、単品毎またはウエハ全体での動作試験などが行われ、大量生産品から不良品を排除するように品質管理される。その際、各半導体デバイス毎に専用のプローブカードが用いられる。このプローブカードにはプローブヘッドが備えられ、プローブヘッドに備えられたプローブ針の先端が電子デバイスのテスト端子に接触することによって検査がなされる。

図１３は、従来のテストヘッドの概略を示し、インターフェースを伴ったマイクロ構造のテストヘッドを示す正面断面図である。
図１３に示すように、テストヘッド１０１のプローブ針１２５の端部１２９は、電子デバイス１０５に備えられた複数のテスト端子１０３に同時に接触している。
このテストヘッド１０１は、プリント基板などの接続基板１１１に取り外し可能に接続されたプローブ針組立部１０７を備えている。この接続基板１１１やプローブ針組立部１０７が取り外し可能に構成されている点が重要な点である。つまり破損することなく分離するのが容易である。また、これらを取り付けるネジが設けられている基部１１３の内部１１５には、第１のガイド板１１７、第２のガイド板１１９、および第３のガイド板１２１が互いに関連して並行に設けられている。そして第３のガイド板１２１は、第１のガイド板１１７と第２のガイド板１１９との間に配置されており、第１のガイド板１１７、第２のガイド板１１９、および第３のガイド板１２１には、プローブ針１２５を通す複数のガイド孔１２３が設けられている。このガイド孔１２３、１２３…はプローブ針１２５の軸方向に開口して、プローブ針１２５を取り外し可能に支持している。このテストヘッド１０１は数千本のプローブ針１２５を取り付けることが可能である。また、このプローブ針１２５は、弾性をもった金属性のバネ材であり、例えば、座屈性ワイヤが好適である。これらの第１のガイド板１１７、第２のガイド板１１９、および第３のガイド板１２１は、電気的に絶縁性であり、例えば、プラスチック、ガラス、セラミック、シリコンなどから形成されている。第３のガイド板１２１のガイド孔１２３は、第１のガイド板１１７と第２のガイド板１１９との間に離間して設けられており、第１のガイド板１１７と第２のガイド板１１９のそれぞれのガイド孔１２３に対して横方向に相殺されるように設けられている。そのため、３つのガイド孔１２３に挿通したプローブ針１２５は曲がった形で配置され、この縦方向に長く直立したプローブ針１２５にカーブを持たせることによって、材料自体の弾性力による横方向の復元力が生じる。この復元力によって、ガイド孔１２３の側壁から横方向にプローブ針を押す力が生じる。結果的に、プローブ針１２５とガイド孔１２３との間に摩擦接触をもたらし、プローブ針１２５は基部１１３に保持される。これによって、プローブ針１２５がガイド孔１２３から抜け落ちないように安定的に保持される（例えば、特許文献１参照）。

ＵＳ ６,１５０,８３０

しかしながら、液晶パネルやカメラモジュール、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスを検査する場合、これらの半導体デバイスは微細化が進むとプロービングのＺストロークおよび極小ピッチを確保するのが益々厳しくなっている。そのため、接続基板やプローブ針組立部が取り外し可能に構成されており、第３のガイド板のガイド孔は、第１のガイド板と第２のガイド板との間に離間して設けられ、それぞれ横方向に相殺されるように設けられている。そして、プローブ針にカーブを持たせることによって、横方向の復元力が生じ、この復元力によって、プローブ針とガイド孔との間に摩擦接触をもたらし、ガイド孔から抜け落ちないように安定的に保持されているが、プローブ針自身はテスト端子に接触する際に座屈して接触しており、プローブ針にストレスが掛るのは避けられない、また、プローブ針を組み立てたり交換したりする際に、挿入しづらい点が避けられない、他には、プローブ針のプローブ先端の上下位置が一定とは限らず合わせづらい。

本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、１）プローブ針をプローブハウジングに挿入し易く交換が容易な点、２）プローブ針が座屈によるストレスを生じることなく互いに干渉せずに屈曲可能に並設される点、３）プローブ針のプローブ先端位置の精度が容易に維持される点、４）プローブ後端の導電端子によって多点接触構造の安定が図れる点、５）電気信号を取り出す複数の導電端子の間隔を広げることでファンアウト構造が図れる点、６）プローブ先端を微小間隔にすることによって正味の抵抗値を正確に測定可能なケルビンコンタクトにできる点、７）パワーデバイス対応のプローブ針を形成できる点、８）シールドコンタクトに対応できる点などの効果を有するバーチカルプローブヘッドを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明のバーチカルプローブヘッドは、被検査対象である電子デバイスのテスト端子に接触して電気的に導通を有するプローブ先端と、電気信号測定装置に信号を伝達するインターポーザの接続端子と接触して電気的に導通を有するプローブ後端と、を備えるプローブ針において、前記プローブ先端を含む直線部で形成された部分をプローブ下部と称し、前記プローブ後端を含んで形成された部分をプローブ上部と称したとき、前記プローブ下部と前記プローブ上部との間に長手方向に沿って左右に屈曲する屈曲部を有する前記プローブ針と、前記プローブ針を前記プローブ先端側から挿入可能な第１の開口を有する上部スルーホールと、前記プローブ先端を前記電子デバイス側に突出させる第２の開口を有する下部スルーホールと、を有するプローブハウジングと、を備えるバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブハウジングは、前記上部スルーホールを有する上部シリコン基板と、前記下部スルーホールを有する下部シリコン基板とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記第１の開口は、前記プローブ針を上方から挿入脱着可能に形成され、その一辺の長さは前記プローブ針の屈曲方向の投影長さ、他辺の長さは前記プローブ針の前記非屈曲方向の断面長さであり、前記第２の開口は前記プローブ針を摺動可能に嵌着させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記上部シリコン基板と前記下部シリコン基板との間に少なくとも１層の中間部シリコン基板が積層されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記上部スルーホールは、前記上部シリコン基板の少なくとも上方に形成されており、かつ、前記下部スルーホールは、前記下部シリコン基板の少なくとも下方に形成され、前記上部スルーホールと前記下部スルーホールとの間に前記屈曲部の非屈曲方向の位置を支持する空洞部を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記下部スルーホールの上端は入り勝手部を備えた形状に形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記上部シリコン基板と前記下部シリコン基板とは、前記上部シリコン基板の下面と前記下部シリコン基板の上面とが、面接触により分子間で直接接合されることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項３に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記中間部シリコン基板の上面および下面が、前記上部シリコン基板の下面、および前記下部シリコン基板の上面にそれぞれ面接触により分子間で直接接合されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ針と接触する前記シリコン基板の表面には、酸化膜が形成されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ上部は、前記プローブ先端を含むプローブ針の垂直軸芯から離れた側の前記上部スルーホールの一端に接触し、バネ性を有する前記プローブ針を付勢して装着したとき、および前記プローブ針が収縮したとき、の少なくとも一方のときに前記上部スルーホールの一端を押圧するように接触することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記シリコン基板の表面には酸化膜が形成されていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記上部シリコン基板と前記下部シリコン基板とを含んだ組み立て後のプローブハウジング全面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティングを施すことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ針が横断面矩形状に形成され、このプローブ針を、前記プローブ先端およびその周囲を除いて電気的に絶縁された状態で２つの前記プローブ針を前記屈曲部を互いに重ね合わせて一体的に並設して、前記重ね合わされた２つのプローブ針の前記プローブ後端の各々が前記インターポーザの各々の接続端子と接触することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ針が横断面矩形状に形成され、このプローブ針を、複数枚を重ね合わせ、前記重ね合わされた複数のプローブ針の前記プローブ後端の各々が前記インターポーザの１つの接続端子に同時に接続することを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１２〜請求項１４のいずれか１つに記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ針が横断面矩形状に形成され、前記プローブ針を、このプローブ針の少なくとも２か所に絶縁スペーサを介して複数枚を重ね合わせたことを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１２〜請求項１４のいずれか１つに記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ針は、２つ以上の複数のプローブ針で構成され、この複数のプローブ針の互いに隣接する前記プローブ後端には、前記屈曲方向に互いに位置をずらして設けられた突起状の導電端子を備えることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１２〜請求項１４のいずれか１つに記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ針のうち隣接する２つのプローブ針の前記２つのプローブ先端は、互いに絶縁膜の厚さで隔たって、前記プローブ針を重ね合わせた側に対面した稜を形成するように傾斜した形状であることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１２〜請求項１４のいずれか１つに記載のバーチカルプローブヘッドであって、前記プローブ上部は、前記プローブ先端を含んで垂直に延びた前記プローブ針の垂直軸芯に向かって延出した形状に形成され、前記延出して形成された長さは前記プローブ針の自然長における屈曲方向の投影長さに形成され、さらに前記第１の開口に隙間を有して摺動可能に形成されていることを特徴とする。

請求項１８に記載の前記プローブ針の製造方法は、請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドの製造方法であって、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術による製造方法であることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、バーチカルプローブヘッドは、屈曲部を有するプローブ針と、上部スルーホールと下部スルーホールを有するプローブハウジングと、上部シリコン基板と下部シリコン基板と、を備えることによって、上部スルーホールおよび下部スルーホールの開口および側壁は、それぞれの開口の間隔が被検査デバイスの電極配置に従って決定され、アイソレーションの仕切りとなり、電位差をシリコン絶縁膜で防ぐことができる。また、プローブ針が垂直方向に対して伸縮するバネであり弾性変形するため、座屈によるストレスを生じさせることなく、隣接するプローブ針が互いに干渉せずに屈曲可能に並設されており、プローブ針をプローブハウジングに挿入し易く、プローブ針の交換が容易で、プローブ針を支持する縦方向、横方向、および垂直方向の位置精度が一定に保たれてプローブ先端位置の精度が容易に維持される。また、ケルビンコンタクト、パワーデバイスコンタクト、およびシールドコンタクトに対応でき、重ね合わせたプローブ針とプローブ針との間には絶縁膜を介して隙間を有するため、重ね合わせて構成されたプローブ針の各々に独立したバネ性が生じ、また、多点接触構造の安定が図れ、ピッチを広げることができるファンアウト構造を形成できる。これによって、高周波信号を印加して正味の抵抗値を正確に測定可能で、電子デバイスの電極との電気的接続時に確実なコンタクトを行い、接触信頼性を確保してプロービングすることができるという数々の効果がある。

請求項２に係る発明によれば、第１の開口をプローブ針がそのまま上方から挿入脱着可能なように形成し、第２の開口をプローブ針が摺動可能に嵌着させることによって、座屈によるストレスを生じさせることなく、隣接するプローブ針が互いに干渉せずに屈曲可能に並設されており、プローブ針をプローブハウジングに挿入し易く、プローブ針の交換が容易で、プローブ針を支持する縦方向、横方向、および垂直方向の位置精度が一定に保たれてプローブ先端位置の精度が容易に維持される。そして、プローブ針の屈曲部は、複数の曲点を有して形成されており、この複数の曲点の数は４つとし、その形状は、例えば、４つの曲点を有するＳ字状に屈曲したＳ字状屈曲部であり、同じく４つの曲点を有するくの字状に屈曲したくの字状屈曲部としても構わない。これはプローブ針が曲点を支点にしてカーブをして全長を縮めてバネとして働くもので座屈によるものではない。また、複数の曲点を有して形成されておれば良く、このように４つの曲点に限定することなく、これに伴って形成される形状もこれらに限定するものではない。このプローブ針の屈曲部によって、プローブ針は第１の開口から第２の開口へ通じるスルーホールおよび空洞部の側壁で支持されて摺動可能に嵌着されているので、プローブ針はその軸中心に回動することはなく、垂直方向の位置も一定に支持されている。すなわち、プローブ針を装着するスルーホールは入口が広く、出口が狭いという特徴によって、安定的に支持されている。そのため、プローブ先端位置は一定で、ぶら下がっていないため、従来技術のように落下することはなく、垂直方向への位置ずれもない。しかも、強制せずにフリーで支持されている。

請求項３に係る発明によれば、上部シリコン基板と下部シリコン基板との間に１層、または複数層の中間部シリコン基板を積層することによって、シリコン基板の内部構造の上下左右方向に様々な形状の空洞部などを容易に形成することができる。

請求項４に係る発明によれば、上部スルーホールと下部スルーホールとの間に前記屈曲部の非屈曲方向の側面を支持する空洞部を備えることによって、複数のプローブ針の屈曲部は、互いに干渉せずに屈曲可能に並設され、屈曲するときに互いに接触を避ける方向に逃げ、互いに独立した電気信号の導通を可能とする。

請求項５に係る発明によれば、下部スルーホールの上端を入り勝手部を備えた形状に形成することによって、所定の下部スルーホールではなく近隣の他の下部スルーホールに間違って入ることがなく、プローブ針をプローブハウジングに挿入し易く、プローブ針の交換が容易である。この入り勝手部の形状はＲ形状であり、このＲ形状はエッチング技術で容易に形成可能である。このような入り勝手部のＲ形状によって、プローブ針は支持されており挿着安定性がある。

請求項６に係る発明によれば、上部シリコン基板の下面と下部シリコン基板の上面とが、面接触により分子間で直接接合されることによって、接着材を用いることなく、上部シリコン基板と下部シリコン基板を容易に接合することができ、一体的に形成することができる。なお、接着材を用いて接合するようにしても構わない。

請求項７に係る発明によれば、中間部シリコン基板が、上部シリコン基板、および下部シリコン基板にそれぞれ面接触により分子間で直接接合されることによって、接着材を用いることなく、上部シリコン基板、中間部シリコン基板、および下部シリコン基板を容易に接合することができ、一体的に形成することができる。なお、接着材を用いて接合するようにしても構わない。

請求項８に係る発明によれば、プローブ針と接触するシリコン基板の表面に、酸化膜を形成することによって、それぞれのプローブ針は互いに独立した電気信号の導通を可能とし、そしてプローブハウジングは電気的に絶縁されているため、絶縁コーティング処理をしないプローブ針を用いることができる。また、プローブハウジングが絶縁コーティング処理を施さない場合は、プローブ先端を除いてプローブ針を絶縁コーティング処理する必要がある。この場合は、プローブハウジングのＳｉＯ２処理またはＤＬＣコーティング処理が不要となりコスト低減ができる。また、このとき、プローブハウジングを金属（メタル）で形成することも可能である。プローブ針を絶縁コーティング処理しない場合、プローブハウジングに酸化膜またはＤＬＣコーティングが施されて絶縁膜を形成している。

請求項９に係る発明によれば、プローブ針上部は、プローブ先端を含むプローブ針の垂直軸芯から離れた側の上部スルーホールの一端に接触し、バネ性を有するプローブ針を付勢して装着したとき、およびプローブ針が収縮したとき、の少なくとも一方のときに上部スルーホールの一端を押圧するように接触することによって、プローブ針はスルーホールの側壁に押圧されており、ずれ落ちることもなく位置決め精度も良い。プローブ針はワイヤタイプの横断面丸形である。後記する横断面矩形状のプローブ針のプローブ上部は周囲全体が第１の開口を有する上部スルーホールとの摩擦接触で支持されるため固定できる。バネ性を有するプローブ針を付勢して装着するとしたが、付勢せずに挿着しても良い。この場合、プローブ上部は必ずしも上部スルーホールの側壁に押圧されることはないが、主に下部スルーホールの入り勝手部で支持されており、スルーホールから抜け落ちることもなくプロービングの位置精度も良い。

請求項１０に係る発明によれば、シリコン基板の表面に酸化膜を形成することによって、面接触により分子間で直接接合され、接着材を用いることなく、上部シリコン基板、中間部シリコン基板、および下部シリコン基板を容易に接合することができ、一体的に形成することができるとともに、このときプローブハウジングは電気的に絶縁されているため、絶縁コーティング処理をしないプローブ針を用いることができる。

請求項１１に係る発明によれば、上部シリコン基板と下部シリコン基板とを含んだ組み立て後のプローブハウジング全面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティングを施すことによって、プローブハウジングは電気的に絶縁されているため、絶縁性が向上するとともに、摩擦が小さくなるため摺動性がアップする。また、絶縁コーティング処理をしないプローブ針を用いることができる。

請求項１２に係る発明によれば、プローブ針が横断面矩形状に形成され、このプローブ針を、プローブ先端部を除いて接触面が電気的に絶縁された状態で２つを重ね合わせ、重ね合わされた２つのプローブ針のプローブ先端が同じテスト端子に接触し、プローブ後端の各々がインターポーザの各々の接続端子と接触することによってケルビンコンタクトが可能である。また、プローブ先端を別のテスト端子に接触させた極小ピッチのプローブ針とすることも可能である。このときプローブ針は重ね合わせただけで接合していないため独立したバネ性が生じ、多点接触構造の安定が図れ、信号取出し部においてピッチを広げることができるファンアウト構造を形成できる。これによって、ケルビンコンタクトは、全く独立した電気回路を構成して、電子回路基板の検査の場合は、回路の低抵抗を高精度に測定し、通常ネットワークアナライザー等で高周波特性検査するところを抵抗値に置き換えてインピーダンスなどの判断をすることに活用できるため作業効率が格段に向上する。また、プローブ上部が特に接合することなく位置的には安定して、第１の開口にきっちりと嵌まっているため位置精度が向上する。さらに、接触面を接合することなくフリーにしたことによってそれぞれのプローブ針のプローブ後端に設けた導電端子がインターポーザの接続端子にそれぞれ独立に接触するため多点接触構造の安定が図れ、導電端子間のピッチを広げることができる。これによって、高周波信号を印加して抵抗値を正確に測定可能で、電子デバイスの電極との電気的接続時に確実なコンタクトを行い、接触信頼性を確保してプロービングすることができる。つまり、複数のプローブ針を重ね合わせて接合すると、複数のプローブ針をプローブハウジングに組み立てるときに作業上幾らか楽にはなるが、プローブ後端に設けた導電端子が複数であるためのコンタクト性に問題が起こる可能性がある。これは一般的に接触部分が一体的に複数存在すると相手の凹凸またはプローブ針側の公差による凹凸によって接触しない可能性があるからである。このようにケルビンコンタクトは、全く独立した電気回路を構成しているのに対し、パワーデバイス（大電流用）は、上部コンタクトの相手側は同一端子になっている。

請求項１３に係る発明によれば、プローブ針が横断面矩形状に形成され、この複数のプローブ針を、プローブ先端部を除いて接触面の少なくとも一部が電気的に絶縁された状態で、複数枚を重ね合わせる場合、または全く絶縁しない場合において、インターポーザの同じ接続端子に同時に接続することによって、この複数のプローブ針にパワーデバイスを接続して大電流を流すことが可能となる。また、プローブ針横断面形状が角形であり、丸形に比べて断面積が大きく大電流を流すのに有利であり、許容電流、接触安定性、電流容量アップに効果を発揮し、また、プローブ針のプローブ後端の導電端子の間隔をずらすことによって電流が集中しないため電流を受ける側の負担の低減が可能である。

請求項１４に係る発明によれば、プローブ針を、このプローブ針の少なくとも２か所に絶縁スペーサを介して複数枚を重ね合わせたことによって、少なくとも１つのプローブ針をグランド線にすることができ、信号線とグランド線をインピーダンスを整合させて用いることで、高周波信号伝送回路とすることができる。また、プロービング相手のグランド線と接続することも可能である。また、単に信号線にグランド線を沿わせて用いることによってシールド回路とすることができる。

請求項１５に係る発明によれば、２つ以上の複数のプローブ針で構成され、この複数のプローブ針の互いに隣接するプローブ後端には、屈曲方向に互いに位置をずらして設けられた突起状の導電端子を備えることによって、電気信号の取り出し位置を離すことができ、導電端子間のピッチを広げることができるファンアウト構造を可能とする。

請求項１６に係る発明によれば、複数のプローブ針のうち隣接する２つのプローブ針のプローブ先端は、互いに絶縁膜の厚さで隔たっており、２つのプローブ針を重ね合わせた側に対面した稜を形成するように傾斜した形状であることによって、プローブ先端間が極めて近接しており、例えば、プローブ針間の絶縁膜の厚さを１μｍとした場合、２つ重ね合わせたプローブ針のプローブ先端間が１μｍのケルビンコンタクトとすることができる。そして、プローブ後端に位置をずらして設けた導電端子を備えることによって、ファンアウト構造とすることができるため電気信号の取り出しは容易な構造とすることができる。そして、同一電極にコンタクトするので、極小パッド（電子デバイスのテスト端子）に二本のプローブ（ケルビン）コンタクトできる。なお、極小ピッチのプローブ針としても利用可能である。

請求項１７に係る発明によれば、プローブ上部から水平方向に延出したプローブ後端を含むエリアによって、プローブ後端の領域が広くなり、導電端子の設置位置を隣接するプローブ針とは異なった位置に配設することができる。これによって、電気信号の取り出し位置が自由に設定できる構造とすることができ、顕著なファンアウト構造とすることができる。また、プローブ上部を第１の開口に嵌着できるため位置精度が良い。

請求項１８に係る発明によれば、ＭＥＭＳ技術によって、形状そのものに精度が出る方式である。このＭＥＭＳ技術は、従来のシリコンプロセスのエッチング又はレーザー加工技術により、容易にマイクロな機械構造を形成でき、機械的要素と電子回路要素を融合したシステムを構築できる。特に、精密加工性などの優れた特徴があり、小型化、高精度化、高信頼性化、低消費電力化、および経済性向上などの優れた効果がある。

本発明の第１の実施形態の構成を説明するための概略図であり、（ａ）は横断面が矩形状に形成されたプローブ針がコンタクトする前のプローブヘッドを示す斜視図、（ｂ）はプローブ針がコンタクトしたときのプローブヘッドを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプローブ針の屈曲部の詳細な動きを示す説明図であり、（ａ）はコンタクト前のプローブ針を示す正面図、（ｂ）はコンタクト時のプローブ針を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプローブハウジングの概略図であり、（ａ）は角形の下部スルーホールを備えたプローブハウジングを斜め上方から見た斜視図であり、（ｂ）は上部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｃ）は下部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＡ矢視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプローブハウジングの変形例を示す概略図であり、（ａ）はプローブハウジングを示す斜視図、（ｂ）は上部シリコン基板を示す斜視図、（ｃ）は中間部シリコン基板を示す斜視図、および（ｄ）は下部シリコン基板を示す斜視図、（ｅ）は（ｄ）に示すＢ矢視図である。 本発明の第２の実施形態に係るケルビンコンタクトのプローブ針とプローブハウジングの概略図であり、（ａ）は横断面矩形状に形成されたプローブ針がプローブハウジングに装着された状態の断面を示す斜視図、（ｂ）はプローブ針をプローブ先端の周囲を除いて電気的に絶縁された２枚を重ね合わせた状態を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示すＣ矢視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＫ部の拡大図、（ｅ）は（ｃ）に示すＬ部の拡大図、（ｆ）（ｇ）は（ｂ）（ｃ）に示すプローブ針の屈曲した状態の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るパワーデバイス対応コンタクトのプローブ針とプローブハウジングの概略図であり、（ａ）は横断面矩形状に形成されたプローブ針がプローブハウジングに装着された状態の断面を示す斜視図、（ｂ）はプローブ針をプローブ先端およびその周囲を除いて電気的に絶縁された多数を重ね合わせた状態を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示すＤ矢視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＱ部の拡大図、（ｅ）は（ｃ）に示すＲ部の拡大図、（ｆ）（ｇ）は（ｂ）（ｃ）に示すプローブ針の屈曲した状態の斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る高周波信号伝送回路対応コンタクトのプローブ針とプローブハウジングを示す概略斜視図であり、（ａ）はシールドプローブ針を備えたプローブヘッドを示す断面斜視図、（ｂ）はシールドプローブ針を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示すＥ矢視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＴ部の拡大図、（ｅ）は（ｃ）に示すＵ部の拡大図、（ｆ）（ｇ）は（ｂ）（ｃ）に示すプローブ針の屈曲した状態の斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る高周波信号伝送回路対応コンタクトのシールドプローブ針の実施例を説明する説明図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ高周波信号伝送回路を構成するプローブ針の構成を示す実施例の一部であり、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針を示している。 本発明の第５の実施形態の構成を説明するための概略図であり、（ａ）は丸形のプローブ針がコンタクト前のプローブヘッドの断面を示す斜視図、（ｂ）はプローブ針がコンタクト時のプローブヘッドを示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係るプローブハウジングの概略図であり、（ａ）はプローブハウジングの斜視図、（ｂ）は上部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｃ）は下部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＦ矢視図である。 本発明の第１〜第５の実施形態に係るプローブハウジングの製造方法を示す概略図であり、（ａ）はプローブハウジングの上面図、（ｂ）はプローブハウジングの底面図、（ｃ）はウエハ全面に形成されたプローブハウジングの斜視図であり、プローブハウジングがウエハにどのように形成されるかを示している。なお、（ａ）は（ｃ）に示すＧ矢視図、（ｂ）は（ｃ）に示すＨ矢視図である。 本発明の第１第１〜第５の実施形態に係るプローブハウジングの製造方法を示す概略図であり、（ａ）はプローブハウジングの上面図、（ｂ）はプローブハウジングの底面図、（ｃ）はウエハに複数に分割して形成されたプローブハウジングの斜視図であり、プローブハウジングがウエハにどのように形成されるかを示している。なお、（ａ）は（ｃ）に示すＩ矢視図、（ｂ）は（ｃ）に示すＪ矢視図である。 従来のテストヘッドを示す断面図である。

以下、本発明に係るバーチカルプローブヘッドの実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の構成を説明するための概略図であり、（ａ）は横断面が矩形状に形成されたプローブ針のコンタクト前のプローブヘッドを示す斜視図、（ｂ）はプローブ針のコンタクト時のプローブヘッドを示す斜視図である。
図１の（ａ）に示すように、バーチカルプローブヘッド１は、プローブ針２、プローブハウジング３、およびインターポーザ４を備えている。
このプローブ針２は、被検査対象である電子デバイス５のテスト端子５ａに接触して電気的に導通を有するプローブ先端２ａと、電気信号測定装置（図略）に電気信号を伝達するインターポーザ４と接触して電気的に導通を有するプローブ後端２ｂとを備えている。そして、プローブ先端２ａを含む直線部で形成された部分をプローブ下部２ｃと称し、プローブ後端２ｂを含んで垂直に延びたプローブ針２の垂直軸芯に向かって延出した形状に形成された部分をプローブ上部２ｄと称したとき、この延出して形成された長さはプローブ針２の自然長における屈曲方向の投影長さに形成され、さらに第１の開口３ａに隙間を有して摺動可能に形成されている。そして、プローブ下部２ｃとプローブ上部２ｄとの間にプローブ針２の長手方向に沿って左右に屈曲する屈曲部２ｅを備えている。プローブ針２のプローブ後端２ｂには凸形状の導電端子２ｆを形成している。この導電端子の凸形状は柱状、山形形状、三角形状、四角形状、丸形状、およびそれらの錐形状など、その他の形状であっても構わない。

図１の（ｂ）に示すように、矢印はプローブ針２が伸縮するときの屈曲方向を示している。このプローブ針２の屈曲部２ｅは、複数の曲点を有して形成されている。この複数の曲点の数は４つとし、その形状は、例えば、４つの曲点を有するＳ字状に屈曲したＳ字状屈曲部であり、同じく４つの曲点を有するくの字状に屈曲した、くの字状屈曲部としても構わない。これはプローブ針が曲点を支点にしてカーブして、全長を縮めてバネとして働くもので座屈によるものではない。また、複数の曲点を有して形成されておれば良く、４つの曲点に限定することなく、形成される形状もこれらに限定するものではない。
プローブハウジング３は、プローブ針２をプローブ先端２ａ側から挿入可能な第１の開口３ａを有する上部スルーホール３ｃと、プローブ先端２ａを電子デバイス５側に突出させる第２の開口３ｂを有する下部スルーホール３ｄとを備えている。
さらにプローブハウジング３は、上部スルーホール３ｃを有する上部シリコン基板３ｅと、下部スルーホール３ｄを有する下部シリコン基板３ｆとを備えている。上部スルーホール３ｃは、上部シリコン基板３ｅの上方に形成されており、かつ、下部スルーホール３ｄは、下部シリコン基板３ｆの下方に形成されている。そして上部スルーホール３ｃと下部スルーホール３ｄとの間には屈曲部３ｅの非屈曲方向の位置を支持する空洞部３ｇを備えている。なお、上部スルーホール３ｃおよび下部スルーホール３ｄの長さは、適宜決定して形成するようにしても良い。さらに下部スルーホール３ｄの下部シリコン基板３ｆには入り勝手部３ｈが形成されている。この入り勝手部３ｈはカーブを描いて形成されたプローブ針２を上方から挿入するときに、所定の下部スルーホール３ｄに間違わずに容易に挿着できるようにしたものであり、プローブ針２を下方にずれ落ちないように支える箇所である。第１の開口３ａは、プローブ針２をそのまま上方から挿入脱着可能に形成され、その一辺の長さはプローブ針２の屈曲方向の投影長さ３ａａ、他辺の長さはプローブ針２の非屈曲方向の断面長さ３ａｂであり、屈曲した形状を備えたプローブ針２を第１の開口３ａからそのまま自然落下させるように挿入できる。また、第２の開口３ｂはプローブ針２を摺動可能に形成されている。これによって、複数のプローブ針２の屈曲部２ｅは、互いに干渉せずに屈曲可能に並設され、屈曲するときに互いに接触を避ける方向に逃げ、互いに独立した電気信号の導通を可能とする。

このようにバーチカルプローブヘッド１は、屈曲部を有するプローブ針２と、上部スルーホール３ｃと下部スルーホール３ｄとを有するプローブハウジング３と、上部シリコン基板３ｅと下部シリコン基板３ｆとを備えることによって、上部スルーホール３ｃおよび下部スルーホール３ｄの開口３ａ、３ｂおよび仕切り壁３ｉは、それぞれの開口３ａ、３ｂの間隔が被検査デバイス（電子デバイス）５の電極（テスト端子）５ａの配置に従って決定され、アイソレーションの仕切りとなり、電位差をシリコン絶縁膜で防ぐことができる。また、プローブ針２が垂直方向に対して伸縮するバネであり弾性変形するため、座屈によるストレスを生じさせることなく、隣接するプローブ針が互いに干渉せずに屈曲可能に並設されており、プローブ針２をプローブハウジング３に挿入し易く、プローブ針２の交換が容易で、プローブ針２を支持する縦方向、横方向、および垂直方向の位置精度が一定に保たれてプローブ先端２ａ位置の精度が容易に維持される。また、詳細は後記するが、ケルビンコンタクトおよびパワーデバイスコンタクト、およびシールドコンタクトに対応できる。この重ね合わせたプローブ針とプローブ針との間には絶縁膜を介して隙間を有するため、重ね合わせて構成されたプローブ針の各々に独立したバネ性が生じ、また、多点接触構造の安定が図れ、ピッチを広げることができるファンアウト構造を形成できる。これによって、高周波信号を印加して正味の抵抗値を正確に測定可能で、電子デバイスの電極との電気的接続時に確実なコンタクトを行い、接触信頼性を確保してプロービングすることができるという数々の効果がある。
また、下部スルーホール３ｄの上端を入り勝手部３ｈを備えた形状に形成することによって、プローブ針２は、所定の下部スルーホール３ｄではなく近隣の他の下部スルーホール３ｄに間違って入ることがなく、プローブ針２をプローブハウジング３に挿入し易く、プローブ針２の交換が容易である。この入り勝手部の形状はＲ形状であり、このＲ形状はエッチング技術で容易に形成可能である。このような入り勝手部のＲ形状によって、プローブ針は支持されており挿着安定性がある。なお、入り勝手部のＲ形状はこれに限定することはなく、他のＣカット形状などであっても構わない。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るプローブ針の屈曲部の詳細な動作を示す説明図であり、（ａ）はコンタクト前のプローブ針を示す正面図、（ｂ）はコンタクト時のプローブ針を示す正面図である。
図２の（ａ）に示すように、プローブハウジング３に装着されたプローブ針２はプローブ先端３ａが下部スルーホール３ｄの第２の開口３ｂから突出している。そしてプローブ後端２ｂの凸形状の導電端子２ｆがインターポーザ４の接続端子４ａに押圧されて、プローブ上部２ｄは第１の開口３ａに摺動可能に嵌着されている。このとき、プローブ上部２ｄはやや付勢された状態で側壁３ｋ、入り勝手部３ｈ、および上部スルーホール３ｃおよび下部スルーホール３ｄとの接触箇所によって支持されている。導電端子２ｆの位置はプローブ後端２ｂ上で適宜決定することができる。
図２の（ｂ）に示すように、プローブ針２のプローブ先端３ａが電子デバイス５のテスト端子５ａに接触して、プローブ針２は収縮している。このとき屈曲部２ｅは、空洞部３ｇ内でさらに屈曲している。このとき、プローブ針２のプローブ上部２ｄは、プローブ先端２ａを含むプローブ針２の垂直軸芯ｃｌから離れた側の上部スルーホール３ｃの一端（短手方向側壁）３ｋに接触する。そして、プローブ上部２ｄは、上部スルーホール３ｃの一端である短手方向側壁３ｋに押圧されて摩擦接触により支持されている。そしてプローブ針２の屈曲部２ｅは、上部スルーホール３ｃの下方に設けられた空洞部３ｇの長手方向側壁３ｊによって回動を阻止され、プローブ針２は第１の開口３ａを含む上部スルーホール３ｃの両方の側壁３ｊ、３ｋによって支持されて回動しない。そして、プローブ針２のプローブ下部２ｃは下部スルーホール３ｄに摺動可能に嵌着されている。

これによって、プローブ針２は上部スルーホール３ｃの側壁３ｋに押圧され、さらに、下部スルーホール３ｄの入り勝手部３ｈに支持され、プローブ針２の水平方向および垂直方向位置が支持されてずれ落ちることもなく位置決め精度が良い。また、プローブ上部の周囲全体が上部スルーホール３ｃの第１の開口３ａ、長手方向側壁３ｊ、および短手方向側壁３ｋとの摩擦接触で支持されるためしっかりと固定でき、位置精度も良い。長手方向側壁３ｊは空洞部３ｇの側壁にも延長している。なお、バネ性を有するプローブ針を付勢して装着するとしたが、付勢せずに嵌着しても良い。この場合、プローブ上部２ｄは必ずしも上部スルーホール３ｃの側壁に押圧されることはなくフリーであるが、主に下部スルーホール３ｄの入り勝手部３ｈで支持されており、プローブハウジング３から抜け落ちることもなくプロービングの位置精度も良い。つまり、プローブ針２を装着するスルーホールは入口が広く、出口が狭いという特徴によって、プローブ針２を安定的に支持する方向である。また、プローブ先端２ａの位置は一定で、プローブ針２はぶら下がっていないため、従来技術のように落下しないように微妙な調整を必要とせず、垂直方向への位置ずれもない。例えば、漏斗のように下すぼまりであるので上から挿入したプローブ針は下に抜け落ちることはなく、また、上からはインターポーザの接続端子が付勢して押えているため、プローブ針は上方にもずれることがなく、極めて自然に安定している。しかも、強制せずにフリーで支持されるので挿入し易く、側壁で支持されるため回転することはない安定構造である。そして、このプローブ針２の屈曲部２ｅによって、プローブ針２は第１の開口３ａから第２の開口３ｂへ通じるスルーホール３ｃ、３ｄおよび空洞部３ｇの側壁で支持されて摺動可能に嵌着されているので、プローブ針２はその軸中心に回動することもない。

図３は、本発明の第１の実施形態に係るプローブハウジングの概略図であり、（ａ）は角形の下部スルーホールを備えたプローブハウジングを斜め上方から見た斜視図であり、（ｂ）は上部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｃ）は下部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＡ矢視図である。
図３の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、プローブハウジング３は、ＭＥＭＥＳ技術によって高度な精密性で形成された横断面角形のプローブ針２を挿着可能な下部スルーホール３ｄを備えている。プローブ針は横断面が丸形でも構わない。

そして、図３の（ｂ）（ｃ）に示すように、上部シリコン基板３ｅと下部シリコン基板３ｆとは、上部シリコン基板３ｅの下面３ｅｂと、下部シリコン基板３ｆの上面３ｆａとが、面接触により分子間で直接接合される。つまり、下部シリコン基板３ｆに上部シリコン基板３ｅを位置合わせして、適当な一端から重ね合わせて行くことによって、周囲の一点から徐々に分子間接合が進行して行くことによって直接接合される。このとき接着材を用いることなく、上部シリコン基板３ｅと下部シリコン基板３ｆを容易に接合することができ、一体的に形成することができる。なお、接着材を用いて接合するようにしても構わない。

図４は、本発明の第１の実施形態に係るプローブハウジングの変形例を示す概略図であり、（ａ）はプローブハウジングを示す斜視図、（ｂ）は上部シリコン基板を示す斜視図、（ｃ）は中間部シリコン基板を示す斜視図、および（ｄ）は下部シリコン基板を示す斜視図、（ｅ）は（ｄ）に示すＢ矢視図である。
図４の（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、上部シリコン基板３ｅ´と下部シリコン基板３ｆ´との間に少なくとも１層の中間部シリコン基板３ｍが積層されても構わない。
これによって、シリコン基板の内部構造の上下左右方向に様々な形状の空洞部などを容易に形成することができる。

また、中間部シリコン基板３ｍの上面３ｍａおよび下面３ｍｂが、上部シリコン基板３ｅ´の下面３ｅｂ´、および下部シリコン基板３ｆ´の上面３ｆａ´にそれぞれ面接触により分子間で直接接合される。このように、中間部シリコン基板３ｍが、上部シリコン基板３ｅ´、および下部シリコン基板３ｆ´にそれぞれ面接触により分子間で直接接合されることによって、接着材を用いることなく、上部シリコン基板３ｅ´、中間部シリコン基板３ｍ、および下部シリコン基板３ｆ´を容易に接合することができ、一体的に形成することができる。なお、接着材を用いて接合するようにしても構わない。

図３の（ｂ）（ｃ）（ｄ）および図４の（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように、プローブ針２と接触するシリコン基板３ｅ、３ｅ´、３ｍ、３ｆ、３ｆ´の表面には、酸化膜を形成している。これによって、それぞれのプローブ針２は互いに独立した電気信号の導通を可能としている。また、プローブハウジング３は電気的に絶縁されているため、絶縁コーティング処理をしないプローブ針を用いることができる。このようにプローブ針を絶縁コーティング処理しない場合に、プローブハウジングは絶縁コーティング処理をする必要があるが、プローブ先端およびその周辺を除いてプローブ針を絶縁コーティング処理した場合は、プローブハウジングは絶縁コーティング処理をしなくても良く、必須ではないため、プローブハウジングのＳｉＯ２処理またはＤＬＣコーティング処理が不要となりコスト低減できる。また、プローブハウジングを金属（メタル）で形成することも可能である。

また、プローブ針２とシリコン基板３ｅ、３ｅ´、３ｍ、３ｆ、３ｆ´とが接触する接触面だけでなく、それぞれのシリコン基板３ｅ、３ｅ´、３ｍ、３ｆ、３ｆ´の全体の表面に酸化膜を形成することによって、上部シリコン基板および下部シリコン基板、または上部シリコン基板、中間部シリコン基板、および下部シリコン基板の面接触により分子間で直接接合が促進される。これによって接着材を用いることなく、上部シリコン基板、中間部シリコン基板、および下部シリコン基板を容易に接合することができ、一体的に形成することができる。

図３および図４に示すように、上部シリコン基板３ｅ、３ｅ´と下部シリコン基板３ｆ、３ｆ´とを含んだ組み立て後のプローブハウジング３、３´全面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティングを施しても構わない。この上部シリコン基板３ｅと下部シリコン基板３ｆとを含んだ組み立て後のプローブハウジング３とは中間部シリコン基板を含んでも構わない。これによって、プローブハウジングは電気的に絶縁されているため、絶縁性が向上するとともに、摩擦が小さくなるため摺動性がアップする。また、絶縁コーティング処理をしないプローブ針を用いることができる。なお、図４の（ｄ）に示すように、プローブハウジング３´は角形の下部スルーホールを備えた例であるが、丸形のプローブ針を用いて丸形の下部スルーホールを備えても構わない。

＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係るケルビンコンタクトのプローブ針とプローブハウジングの概略図であり、（ａ）は横断面矩形状に形成されたプローブ針がプローブハウジングに装着された状態の断面を示す斜視図、（ｂ）はプローブ針をプローブ先端の周囲を除いて電気的に絶縁された２枚を重ね合わせた状態を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示すＣ矢視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＫ部の拡大図、（ｅ）は（ｃ）に示すＬ部の拡大図、（ｆ）（ｇ）は（ｂ）（ｃ）に示すプローブ針の屈曲した状態の斜視図である。
図５の（ａ）に示すように、プローブハウジング２３に２つのプローブ針２２、２２´が装着された様子が記載されている。図５の（ｂ）（ｃ）に示すように、プローブ針２２、２２´は２つに重ね合わされてケルビンコンタクトに対応している。また、互いに隣接するプローブ針２２、２２´のプローブ後端２２ｂ、２２ｂ´には、屈曲方向に互いに間隔をずらした導電端子２２ｆ、２２ｆ´が設けられている。例えば、ケルビンコンタクトのプローブ針２２、２２´はピッチＰが５０μｍで並設されている。このケルビンコンタクトのプローブ針２２、２２´は、プローブ先端２２ａとプローブ先端２２ａ´との間隔Ｍが１μｍとなっている。このとき導電端子２２ｆ、２２ｆ´間の間隔Ｎは間隔Ｍよりはるかに大きく設定できる。これによって、電気信号の取り出し位置を離すことができ、ファンアウト構造を可能とする。そして、図５の（ｄ）（ｅ）に示すように、重ね合わせたプローブ針２２とプローブ針２２´との間には絶縁膜２２ｇ、２２ｇ´を介して隙間を有している。また、このプローブ針２２、２２´は横断面矩形状に形成され、さらに、プローブ上部２２ｄ、２２ｄ´は、プローブ先端２２ａ、２２ａ´を含んで垂直に延びたプローブ針２２、２２´の垂直軸芯ｃｌに向かって延出した形状に形成されている。この延出した部分を含めたプローブ後端２２ｂ、２２ｂ´に導電端子２２ｆ、２２ｆ´が設けられている。そして、重ね合わされた２つのプローブ針２２、２２´の２つのプローブ先端２２ａ、２２ａ´は、互いに絶縁膜２２ｇ、２２ｇ´の厚さで隔たって、プローブ針２２、２２´を重ね合わせた側に対面した稜２２ｈ、２２ｈ´を形成している。この稜稜２２ｈと稜２２ｈ´の間隔を、例えば、１μｍの極小間隔で形成している。
図５の（ｆ）（ｇ）に示すように、重ね合わされた２つのプローブ針２２、２２´のプローブ後端２２ｂ、２２ｂ´の各々、または各々の導電端子２２ｆ、２２ｆ´が、インターポーザ（図略）の各々の接続端子（図略）と接続し、プローブ先端２２ａ、２２ａ´がテスト端子（図略）に接触し、プローブ針２２、２２´はそれぞれ独立に伸縮するのでテスト端子や接続端子の平坦度のバラツキにも対応できて接続精度が良い。

これによれば、隣接する２つのプローブ針のプローブ先端は、互いに絶縁膜の厚さで隔たっており、２つのプローブ針を重ね合わせた側に対面した稜を形成するように傾斜した形状としたことによって、プローブ先端間が極めて近接しており、例えば、プローブ針間の絶縁膜の厚さを１μｍとした場合、２つ重ね合わせたプローブ針のプローブ先端間が１μｍのケルビンコンタクトとすることができる。そして、プローブ後端に位置をずらして設けた導電端子を備えることによって、ファンアウト構造とすることができるため電気信号の取り出しは容易な構造とすることができる。そして、同一電極にコンタクトするので、極小パッド（電子デバイスのテスト端子）に二本のプローブ針（ケルビン）をコンタクトできる。

さらに、プローブ針が横断面矩形状に形成され、このプローブ針を、プローブ先端の周囲を除いて電気的に絶縁された状態で２つを重ね合わせ、重ね合わされた２つの極小間隔のプローブ針のプローブ先端が同じテスト端子に接触し、プローブ後端の各々がインターポーザの各々の接続端子と接触することによってケルビンコンタクトが可能である。また、プローブ先端を別のテスト端子に接触させた極小ピッチのプローブ針とすることも可能である。

これによって、ケルビンコンタクトは、全く独立した電気回路を構成して、電子回路基板の検査の場合は、回路の低抵抗を高精度に測定し、通常ネットワークアナライザーなどで高周波特性検査するところを抵抗値に置き換えてインピーダンスなどの判断をすることに活用できるため作業効率が格段に向上する。また、プローブ上部が直方体形状に形成されているので、上部スルーホールの開口にきっちりと嵌まっており、位置精度が向上する。さらに、接触面を接合することなくフリーにしたことによってそれぞれのプローブ針のプローブ後端に設けた導電端子がインターポーザの接続端子にそれぞれ独立に接触するため多点接触構造の安定が図れ、電気信号取出し部において導電端子間のピッチを広げることができるファンアウト構造を形成でき、高周波信号を印加して抵抗値を正確に測定可能で、電子デバイスの電極との電気的接続時に確実なコンタクトを行い、接触信頼性を確保してプロービングすることができる。つまり、複数のプローブを重ね合わせて接合すると、複数のプローブ針をプローブハウジングに装着して組み立てるときに作業上幾らか楽にはなるが、プローブ後端に設けた導電端子が複数であるためのコンタクト性に問題が起こる可能性がある。これは一般的に接触部分が一体的に複数存在すると相手の凹凸またはプローブ側の公差による凹凸によって接触しない可能性があるからである。
なお、このプローブ針は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術によって製造されている。これは、ＭＥＭＳ技術によって、形状そのものに精度が出る方式である。このＭＥＭＳ技術は、従来のシリコンプロセスのエッチング又はレーザー加工技術により、容易にマイクロな機械構造を形成でき、機械的要素と電子回路要素を融合したシステムを構築できる。特に、精密加工性などの優れた特徴があり、小型化、高精度化、高信頼性化、低消費電力化、および経済性向上などの優れた効果がある。

＜第３の実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係るパワーデバイス対応コンタクトのプローブ針とプローブハウジングの概略図であり、（ａ）は横断面矩形状に形成されたプローブ針がプローブハウジングに装着された状態の断面を示す斜視図、（ｂ）はプローブ針をプローブ先端およびその周囲を除いて電気的に絶縁された多数を重ね合わせた状態を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示すＤ矢視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＱ部の拡大図、（ｅ）は（ｃ）に示すＲ部の拡大図、（ｆ）（ｇ）は（ｂ）（ｃ）に示すプローブ針の屈曲した状態の斜視図である。
図６の（ａ）に示すように、プローブハウジング３３に複数のプローブ針３２、３２´…が装着された様子が記載されている。図６の（ｂ）（ｃ）に示すように、複数のプローブ針３２、３２´…はパワーデバイスに対応しており、図６では６つのプローブ針３２、３２´、３２、３２´、３２、３２´を重ね合わせている。また互いに隣接するプローブ針３２、３２´…のプローブ後端３２ａ、３２ａ´…には、屈曲方向に互いに間隔をずらした導電端子３２ｆ、３２ｆ´が設けられている。例えば、パワーデバイス対応のプローブ針３２、３２´のプローブ先端３２ａ、３２ａ´の間隔は、導電端子３２ｆ、３２ｆ´間の間隔よりはるかに小さい。これによって、電気信号の取り出し位置を引き離すことができ、ファンアウト構造を可能とする。

そして、図６の（ｄ）（ｅ）に示すように、隣接したプローブ針３２とプローブ針３２´との間には絶縁膜３２ｇ、３２ｇ´を介して隙間を有している。また、このプローブ針３２、３２´は横断面矩形状に形成され、さらに、プローブ上部３２、３２ｄ´は、プローブ先端３２ａ、３２ａ´を含んで垂直に延びたプローブ針３２、３２´の垂直軸芯ｃｌに向かって延出した形状に形成されている。この延出した部分を含めたプローブ後端３２ｂ、３２ｂ´に導電端子３２ｆ、３２ｆ´が設けられている。
また、図６の（ｆ）（ｇ）に示すように、重ね合わされた複数のプローブ針３２、３２´…のプローブ後端３２ｂ、３２ｂ´…の各々、または各々の導電端子３２ｆ、３２ｆ´が、インターポーザ（図略）の電源の接続端子（図略）と接続し、プローブ先端３２ａ、３２ａ´…が電源対応のテスト端子（図略）に接触する。このとき、プローブ針３２、３２´…はそれぞれ独立に伸縮するのでテスト端子や接続端子の平坦度のバラツキにも対応できて接続精度が良い。本実施形態では６つのプローブ針を重ねて用いているが、これに限定するものではなく、２つでも８つでも構わない。それ以上であっても構わない。
これによれば、複数のプローブ針のプローブ先端は、互いに絶縁膜の厚さで隔たっており、絶縁膜の厚さ次第でプローブ先端間が極めて近接可能で、例えば、プローブ針間の絶縁膜の厚さを１μｍとした場合、複数重ね合わせたプローブ針のプローブ先端間が１μｍのパワーデバイス対応コンタクトとすることができる。そして、プローブ後端に位置をずらして設けた導電端子を備えることによって、ファンアウト構造とすることができるため電気信号の取り出しは容易な構造とすることができる。

さらに、プローブ針を電気的に絶縁しない状態で複数を重ね合わせても構わない。この場合、大電流を流すとプローブ針間でスパークを発生することがあるが、プローブ先端の周囲を除いて電気的に絶縁された状態で複数を重ね合わせることによって、スパークを防ぐことができる。そして、重ね合わされた複数の極小間隔のプローブ針のプローブ先端が同じテスト端子に接触し、プローブ後端がインターポーザの電源対応の接続端子と接触することによってパワーデバイス対応コンタクトが可能である。また、プローブ先端を別のテスト端子に接触させた極小ピッチのプローブ針とすることも可能である。
また、プローブ上部が直方体形状に形成されているので、上部スルーホールの開口にきっちりと嵌まっている。このため位置精度が向上する。さらに、接触面を接合することなくフリーにしたことによってそれぞれのプローブ針のプローブ後端に設けた導電端子がインターポーザの接続端子にそれぞれ独立に接触するため多点接触構造の安定が図れ、電気信号取出し部において導電端子間のピッチを広げることができるファンアウト構造を形成できる。これによって、高周波信号を印加して抵抗値を正確に測定可能で、電子デバイスの電極との電気的接続時に確実なコンタクトを行い、接触信頼性を確保してプロービングすることができる。このように、前記したケルビンコンタクトは、全く独立した電気回路を構成しているのに対し、パワーデバイス（大電流用）は、上部コンタクトの相手側は同一端子になっている。

これによれば、プローブ針が横断面矩形状に形成され、この複数のプローブ針を、プローブ先端部を除いて接触面の少なくとも一部が電気的に絶縁された状態で、複数枚を重ね合わせ、インターポーザの同じ接続端子に同時に接続することによって、この複数のプローブ針にパワーデバイスを接続して大電流を流すことが可能となる。また、プローブ針横断面形状が角形であり、丸形に比べて断面積が大きく大電流を流すのに有利であり、許容電流、接触安定性、電流容量アップに効果を発揮し、また、プローブ針のプローブ後端の導電端子の間隔をずらすことによって電流が集中しないため電流を受ける側の負担の低減が可能である。

また、複数のプローブ針で構成され、この複数のプローブ針の互いに隣接するプローブ後端には、屈曲方向に互いに位置をずらして設けられた突起状の導電端子を備えることによって、電気信号の取り出し位置を離すことができ、導電端子間のピッチを広げることができるファンアウト構造を可能とする。
このプローブ針も第２の実施形態に係るプローブ針と同様に、ＭＥＭＳ技術によって製造される。

＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態に係る高周波信号伝送回路対応コンタクトのプローブ針とプローブハウジングの一部を示す概略斜視図であり、（ａ）はシールドプローブ針を備えたプローブヘッドを示す断面斜視図、（ｂ）はシールドプローブ針を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示すＥ矢視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＴ部の拡大図、（ｅ）は（ｃ）に示すＵ部の拡大図、（ｆ）（ｇ）は（ｂ）（ｃ）に示すプローブ針の屈曲した状態の斜視図である。図８は、高周波信号伝送回路対応コンタクトのシールドプローブ針の実施例を説明する説明図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ高周波信号伝送回路を構成するプローブ針の構成を示す実施例の一部であり、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針の例を示している。
図７に示すように、プローブ針４２が横断面矩形状に形成され、プローブ針４２を、このプローブ針の少なくとも２か所に絶縁スペーサ７を介して複数枚を重ね合わせている。この絶縁スペーサ７は、プローブ針４２の上部に絶縁スペーサ７ａ、７ａ、下部に絶縁スペーサ７ｂ、７ｂが設けられている。また、プローブ針４２の上部、下部のどちらか１か所に絶縁スペーサを設けるようにしても構わない。
このようにプローブ針を、このプローブ針の少なくとも２か所に絶縁スペーサを介して複数枚を重ね合わせたことによって、少なくとも１つのプローブ針をグランド線にすることができ、信号線とグランド線をインピーダンスを整合させて用いることで、高周波信号伝送回路とすることができる。また、プロービング相手のグランド線と接続することも可能である。また、単に信号線にグランド線を沿わせて用いることによってシールド回路とすることができる。

図８の（ａ）に示すように、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２、４２は、絶縁スペーサ７ｂを介して配置されており、それぞれテスト端子５ａに電気的に導通している。（ｂ）に示すように、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２、４２は、絶縁スペーサ７ｂを介して配置されており、両端のＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２はテスト端子５ａとの間で電気的に絶縁されている。両端のＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２の間にあるＳＩＧ対応のプローブ針４２はテスト端子５ａに電気的に導通している。（ｃ）に示すように、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２、４２は、絶縁スペーサ７ｂを介して配置されており、両端のＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２はテスト端子５ａとの間で電気的に絶縁されており、両端のＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２の間にあるＳＩＧ対応のプローブ針４２はテスト端子５ａに電気的に導通している。このとき３本のプローブ針４２、４２、４２は同じテスト端子５ａ´上に配置されている。（ｄ）に示すように、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２、４２は、絶縁スペーサ７ｂを介して配置されており、両端のＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２の下にはテスト端子５ａがなく従って電気的に絶縁されており、両端のＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２の間にあるＳＩＧ対応のプローブ針４２はテスト端子５ａに電気的に導通している。プローブ針の下にテスト端子がない場合でも、各プローブ針は独立して伸縮するためプロービングの高さが異なっても問題ない。なお、これらは、高周波信号伝送回路を実現可能に構成する実施例であり、これらに限定するものではない。また、プローブ針はプローブ上部の導電端子４２ｆを絶縁コーティング処理していないが、プローブ先端およびその周辺を除いてプローブ針を絶縁コーティング処理したもの、並びにプローブ先端およびその周辺を絶縁コーティング処理したもの、およびプローブ針全面に絶縁コーティング処理をしていないものなどの組み合わせを、プローブ針間に絶縁スペーサ７ａ、７ｂを介して重ね合わせている。さらに、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応のプローブ針４２、４２、４２の３本のプローブ針を例に説明したが、これに限定するものではなく、４本でもそれ以下でも以上でも構わない。例えば、ＧＮＤ−ＳＩＧ対応、ＳＩＧ−ＳＩＧ−ＧＮＤ対応、ＳＩＧ―ＳＩＧ―ＳＩＧ対応、ＧＮＤ−ＳＩＧ−ＳＩＧ―ＧＮＤ対応などのプローブ針としても構わない。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明に係るバーチカルプローブヘッドの第５の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。第５の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では、プローブ針がＭＥＭＳ技術によって形成された横断面角形であるが、第５の実施形態では、プローブ針がピアノ線などの線材を用いて形成した横断面丸形とした点である。
図９は、本発明の第５の実施形態の構成を説明するための概略図であり、（ａ）は丸形のプローブ針がコンタクト前のプローブヘッドの断面を示す斜視図、（ｂ）はプローブ針がコンタクト時のプローブヘッドを示す斜視図である。
図１０は、本発明の第５の実施形態に係るプローブハウジングの概略図であり、（ａ）はプローブハウジングの斜視図、（ｂ）は上部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｃ）は下部シリコン基板を斜め上方から見た斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示すＦ矢視図である。

図９の（ａ）に示すように、バーチカルプローブヘッド１１は、プローブ針１２、プローブハウジング１３、およびインターポーザ４を備えている。
図９の（ｂ）に示すように、矢印はプローブ針１２が伸縮するときの屈曲方向を示している。このプローブ針１２の屈曲部１２ｅは、複数の曲点を有して形成されている。この複数の曲点の数は４つとし、その形状は４つの曲点を有するＳ字状に屈曲したＳ字状屈曲部である。 このプローブ針１２は、被検査対象である電子デバイス５のテスト端子５ａに接触して電気的に導通を有するプローブ先端１２ａと、電気信号測定装置（図略）に電気信号を伝達するインターポーザ４と接触して電気的に導通を有するプローブ後端１２ｂとを備えている。プローブ先端１２ａを含む直線部で形成された部分をプローブ下部１２ｃと称し、プローブ後端１２ｂを含む直線部で形成された部分をプローブ上部１２ｄと称したとき、プローブ下部１２ｃとプローブ上部１２ｄとの間にプローブ針１２の長手方向に沿って左右に屈曲する屈曲部１２ｅを備えている。プローブ針１２のプローブ後端１２ｂには凸形状の導電端子１２ｆを形成している。この導電端子の凸形状は柱状、山形形状、三角形状、四角形状、丸形状、およびそれらの錐形状など、その他の形状であっても構わない。

図９の（ａ）（ｂ）に示すように、プローブハウジング１３は、プローブ針１２をプローブ先端１２ａ側から挿入可能な第１の開口１３ａを有する上部スルーホール１３ｃと、プローブ先端１２ａを電子デバイス５側に突出させる第２の開口１３ｂを有する下部スルーホール１３ｄとを備えている。
さらにプローブハウジング１３は、上部スルーホール１３ｃを有する上部シリコン基板１３ｅと、下部スルーホール１３ｄを有する下部シリコン基板１３ｆとを備えている。上部スルーホール１３ｃは、上部シリコン基板１３ｅの上方に形成されており、かつ、下部スルーホール１３ｄは、下部シリコン基板１３ｆの下方に形成されている。そして上部スルーホール１３ｃと下部スルーホール１３ｄとの間には屈曲部１３ｅの非屈曲方向の位置を支持する空洞部１３ｇを備えている。なお、上部スルーホール１３ｃおよび下部スルーホール１３ｄの長さは、適宜決定して形成するようにしても良い。さらに下部スルーホール１３ｄの下部シリコン基板１３ｆには入り勝手部１３ｈが形成されている。この入り勝手部１３ｈはカーブを描いて形成されたプローブ針１２を上方から挿入するときに、所定の下部スルーホール１３ｄに間違わずに容易に挿着できるようにしたものであり、プローブ針１２を下方にずれ落ちないように支える箇所である。第１の開口１３ａは、プローブ針１２をそのまま上方から挿入脱着可能に形成され、その一辺の長さはプローブ針１２の屈曲方向の投影長さ１３ａａ、他辺の長さはプローブ針１２の非屈曲方向の断面長さ１３ａｂであり、屈曲した形状を備えたプローブ針１２を第１の開口１３ａからそのまま自然落下させるように挿入できる。また、第２の開口１３ｂはプローブ針１２を摺動可能に形成されている。これによって、複数のプローブ針１２の屈曲部１２ｅは、互いに干渉せずに屈曲可能に並設され、屈曲するときに互いに接触を避ける方向に逃げ、互いに独立した電気信号の導通を可能とする。

このようにバーチカルプローブヘッド１１は、屈曲部を有するプローブ針１２と、上部スルーホール１３ｃと下部スルーホール１３ｄとを有するプローブハウジング１３と、上部シリコン基板１３ｅと下部シリコン基板１３ｆとを備えることによって、上部スルーホール１３ｃおよび下部スルーホール１３ｄの開口１３ａ、１３ｂおよび仕切り壁１３ｉは、それぞれの開口１３ａ、１３ｂの間隔が被検査デバイス（電子デバイス）５の電極（テスト端子）５ａの配置に従って決定され、アイソレーションの仕切りとなり、電位差をシリコン絶縁膜で防ぐことができる。

プローブハウジング１３に装着されたプローブ針１２はプローブ先端１３ａが下部スルーホール１３ｄの第２の開口１３ｂから突出している。そしてプローブ後端１２ｂの凸形状の導電端子１２ｆが、インターポーザ４の接続端子４ａに押圧されて、プローブ針１２はやや付勢された状態で側壁１３ｋ、入り勝手部１３ｈ、および上部スルーホール１３ｃおよび下部スルーホール１３ｄとの接触箇所によって支持されている。
プローブ針１２のプローブ先端１３ａが電子デバイス５のテスト端子５ａに接触して、プローブ針１２は収縮している。このとき屈曲部１２ｅは、空洞部１３ｇ内でさらに屈曲している。このとき、プローブ針１２のプローブ上部１２ｄは、プローブ先端１２ａを含むプローブ針１２の垂直軸芯ｃｌから離れた側の上部スルーホール１３ｃの一端（短手方向側壁）１３ｋに接触する。そして、プローブ上部１２ｄは、上部スルーホール１３ｃの一端である短手方向側壁１３ｋに押圧されて摩擦接触により支持されている。そしてプローブ針１２の屈曲部１２ｅは、上部スルーホール１３ｃの下方に設けられた空洞部１３ｇの長手方向側壁１３ｊによって回動を阻止され、プローブ針１２は第１の開口１３ａを含む上部スルーホール１３ｃの両方の側壁１３ｊ、１３ｋによって支持されて回動しない。そして、プローブ針１２のプローブ下部１２ｃは下部スルーホール１３ｄに摺動可能に嵌着されている。

これによって、プローブ針１２は上部スルーホール１３ｃの側壁１３ｋに押圧され、さらに、下部スルーホール１３ｄの入り勝手部１３ｈに支持され、プローブ針１２の水平方向および垂直方向位置が支持されてずれ落ちることもなく位置決め精度が良い。また、プローブ針１２はワイヤタイプの断面丸形としたが、横断面矩形状のプローブ針のようにしても構わない。

図１１は、本発明の第１〜第５の実施形態に係るプローブハウジングの製造方法を示す概略図であり、（ａ）はプローブハウジングの上面図、（ｂ）はプローブハウジングの底面図、（ｃ）はウエハ全面に形成されたプローブハウジングの斜視図であり、プローブハウジングがウエハにどのように形成されるかを示している。なお、（ａ）は（ｃ）に示すＧ矢視図、（ｂ）は（ｃ）に示すＨ矢視図である。
図１２は、本発明の第１第１〜第５の実施形態に係るプローブハウジングの製造方法を示す概略図であり、（ａ）はプローブハウジングの上面図、（ｂ）はプローブハウジングの底面図、（ｃ）はウエハに複数に分割して形成されたプローブハウジングの斜視図であり、プローブハウジングがウエハにどのように形成されるかを示している。なお、（ａ）は（ｃ）に示すＩ矢視図、（ｂ）は（ｃ）に示すＪ矢視図である。

図１１の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ウエハ６の上面の全面の矩形領域には、長方形の上部スルーホール３ｃ、１３ｃ、２３ｃ、３３ｃ、４３ｃが並列に設けられたプローブハウジング３、３´、２３、３３、４３がＭＥＭＳ技術によって形成されている。また、ウエハ６の下面には、丸形または角形の下部スルーホール３ｄ、３ｄ´、１３ｄ、２３ｄ、３３ｄが並列に設けられている。
図１２の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ウエハ６の上面の全面の矩形領域には、区分けされた上部スルーホール３ｃ、３ｃ´、１３ｃ、２３ｃ、３３ｃ、４３ｃが並列に設けられたプローブハウジング３がＭＥＭＳ技術によって形成されている。また、ウエハ６の下面には、丸形または角形の下部スルーホール３ｄ、３ｄ´、１３ｄ、２３ｄ、３３ｄ、４３ｃが並列に設けられている。
このようにプローブハウジング３、３´、１３、２３、３３、４３が、ＭＥＭＳ技術によって製造されることによって、高精度の形状が形成されている。

以上、好ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することの無い範囲内において適宜変更が可能なものである。例えば、プローブハウジングはマトリックス状に複数設けているが、プローブ針を装着可能であれば実施例に限定されず、複数でなくても構わないし適宜構成可能である。
プローブ針は、４つの曲点を有するＳ字状屈曲部や、くの字状屈曲部として説明したが、座屈しない形状であればその他の形状でも構わない。また、曲点に限定することなく、形成される形状もこれらに限定するものではない。また、導電端子を凸型の丸形としたが、三角形、台形、針状などその他の形状であっても構わない。さらに、下部スルーホールに設けられた入り勝手部の形状は、Ｒ形状に限定することはなく、他のＣカット形状、Ｃカット形状やＲ形状の組み合わせであっても構わない。また、プローブ針は、横断面が丸形でも角形でも構わない。また、上部シリコン基板、中間部シリコン基板、および下部シリコン基板の固定には分子間接合を用いたが、その他の接合方法を用いても構わない。また、プローブ針を絶縁して用いるか、絶縁せずに用いるかは、プローブハウジングの絶縁状況と関わり、適宜選択しても構わない。

本発明は、液晶パネルやカメラモジュール、ＩＣ、ＬＳＩ等の多電極半導体デバイスの検査用のプローブカードに備えられたプローブヘッド、特に、垂直方向に沿って屈曲部を有するプローブ針をプローブヘッドに挿着する構造を備えたバーチカルプローブヘッドに適用される。

１、１´、１１、２１、３１、４１ バーチカルプローブヘッド
２、１２、２２、２２´、３２、３２´、４２ プローブ針
２ａ、１２ａ、２２ａ、２２ａ´、３２ａ、３２ａ´、４２ａ プローブ先端
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ、２２ｂ´３２ｂ、３２ｂ´、４２ｂ プローブ後端
２ｃ、１２ｃ、２２ｃ、２２ｃ´３２ｃ、３２ｃ´、４２ｃ プローブ下部
２ｄ、１２ｄ、２２ｄ、２２ｄ´、３２ｄ、３２ｄ´、４２ｄ プローブ上部
２ｅ、１２ｅ、２２ｅ、２２ｅ´、３２ｅ、３２ｅ´、４２ｅ 屈曲部
２ｆ、１２ｆ、２２ｆ、２２ｆ´、３２ｆ、３２ｆ´、４２ｆ 導電端子
２２ｇ、２２ｇ´、３２ｇ、３２ｇ´ 絶縁膜
３、１３、２３、３３、４３ プローブハウジング
３ａ、１３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ 第１の開口
３ａａ、１３ａａ、２３ａａ、３３ａａ、４３ａａ 屈曲方向の投影長さ
３ａｂ、１３ａｂ、２３ａｂ、３３ａｂ、４３ａｂ、 非屈曲方向の断面長さ
３ｂ、１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ、４３ｂ 第２の開口
３ｃ、１３ｃ、２３ｃ、３３ｃ、４３ｃ 上部スルーホール
３ｄ、１３ｄ、２３ｄ、３３ｄ、４３ｄ 下部スルーホール
３ｅ、３ｅ´、１３ｅ、２３ｅ、３３ｅ、４３ｅ 上部シリコン基板
３ｆ、３ｆ´、１３ｆ、２３ｆ、３３ｆ、４３ｆ 下部シリコン基板
３ｇ、１３ｇ、２３ｇ、３３ｇ、４３ｇ 空洞部
３ｈ、１３ｈ、２３ｈ、３３ｈ、４３ｈ 入り勝手部
３ｉ、１３ｉ、２３ｉ、３３ｉ、４３ｉ 仕切り壁
３ｍ 中間部シリコン基板
３ｊ、１３ｊ、２３ｊ、３３ｊ、４３ｊ 長手方向側壁
３ｋ、１３ｋ、２３ｋ、３３ｋ、４３ｋ 短手方向側壁
４ インターポーザ
４ａ 接続端子
５ 電子デバイス
６ ウエハ
７、７ａ、７ｂ 絶縁スペーサ

Claims (18)

1. 被検査対象である電子デバイスのテスト端子に接触して電気的に導通を有するプローブ先端と、電気信号測定装置に信号を伝達するインターポーザの接続端子と接触して電気的に導通を有するプローブ後端と、を備えるプローブ針において、前記プローブ先端を含む直線部で形成された部分をプローブ下部と称し、前記プローブ後端を含んで形成された部分をプローブ上部と称したとき、前記プローブ下部と前記プローブ上部との間に長手方向に沿って左右に屈曲する屈曲部を有する前記プローブ針と、
   前記プローブ針を前記プローブ先端側から挿入可能な第１の開口を有する上部スルーホールと、前記プローブ先端を前記電子デバイス側に突出させる第２の開口を有する下部スルーホールと、を有するプローブハウジングと、
   を備えるバーチカルプローブヘッドであって、
   前記プローブハウジングは、前記上部スルーホールを有する上部シリコン基板と、前記下部スルーホールを有する下部シリコン基板とを備えることを特徴とするバーチカルプローブヘッド。
2. 前記第１の開口は、前記プローブ針を上方から挿入脱着可能に形成され、その一辺の長さは前記プローブ針の屈曲方向の投影長さ、他辺の長さは前記プローブ針の前記非屈曲方向の断面長さであり、前記第２の開口は前記プローブ針を摺動可能に嵌着させることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
3. 前記上部シリコン基板と前記下部シリコン基板との間に少なくとも１層の中間部シリコン基板が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
4. 前記上部スルーホールは、前記上部シリコン基板の少なくとも上方に形成されており、かつ、前記下部スルーホールは、前記下部シリコン基板の少なくとも下方に形成され、前記上部スルーホールと前記下部スルーホールとの間に前記屈曲部の非屈曲方向の位置を支持する空洞部を備えることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
5. 前記下部スルーホールの上端は、入り勝手部を備えた形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
6. 前記上部シリコン基板と前記下部シリコン基板とは、前記上部シリコン基板の下面と前記下部シリコン基板の上面とが、面接触により分子間で直接接合されることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
7. 前記中間部シリコン基板の上面および下面が、前記上部シリコン基板の下面、および前記下部シリコン基板の上面にそれぞれ面接触により分子間で直接接合されることを特徴とする請求項３に記載のバーチカルプローブヘッド。
8. 前記プローブ針と接触する前記シリコン基板の表面には、酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
9. 前記プローブ上部は、前記プローブ先端を含むプローブ針の垂直軸芯から離れた側の前記上部スルーホールの一端に接触し、バネ性を有する前記プローブ針を付勢して装着したとき、および前記プローブ針が収縮したとき、の少なくとも一方のときに前記上部スルーホールの一端を押圧するように接触することを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
10. 前記シリコン基板の表面には酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のバーチカルプローブヘッド。
11. 前記上部シリコン基板と前記下部シリコン基板とを含んだ組み立て後のプローブハウジング全面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティングを施すことを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
12. 前記プローブ針が横断面矩形状に形成され、このプローブ針を、前記プローブ先端およびその周囲を除いて電気的に絶縁された状態で、２つの前記プローブ針の前記屈曲部を互いに重ね合わせて一体的に並設して、前記重ね合わされた２つのプローブ針の前記プローブ後端の各々が前記インターポーザの各々の接続端子と接触することを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
13. 前記プローブ針が横断面矩形状に形成され、このプローブ針を、複数枚を重ね合わせ、前記重ね合わされた複数のプローブ針の前記プローブ後端の各々が前記インターポーザの１つの接続端子に同時に接触することを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
14. 前記プローブ針が横断面矩形状に形成され、前記プローブ針を、このプローブ針の少なくとも２か所に絶縁スペーサを介して複数枚を重ね合わせたことを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
15. 前記プローブ針は、２つ以上の複数のプローブ針で構成され、この複数のプローブ針の互いに隣接する前記プローブ後端には、前記屈曲方向に互いに位置をずらして設けられた突起状の導電端子を備えることを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれか１つに記載のバーチカルプローブヘッド。
16. 前記プローブ針のうち隣接する２つのプローブ針の前記２つのプローブ先端は、互いに絶縁膜の厚さで隔たって、前記プローブ針を重ね合わせた側に対面した稜を形成するように傾斜した形状であることを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれか１つに記載のバーチカルプローブヘッド。
17. 前記プローブ上部は、前記プローブ先端を含んで垂直に延びた前記プローブ針の垂直軸芯に向かって延出した形状に形成され、前記延出して形成された長さは前記プローブ針の自然長における屈曲方向の投影長さに形成され、さらに前記第１の開口に隙間を有して摺動可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッド。
18. 請求項１に記載の前記プローブ針の製造方法は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術による製造方法であることを特徴とする請求項１に記載のバーチカルプローブヘッドの製造方法。