접촉자 조립체 document_id A220623047635

반도체 기술의 진보에 따라 전자 디바이스의 집적도가 향상하고, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 각 반도체 칩에 있어서도 회로배선이 차지하는 영역이 증가하며, 그 때문에, 각 반도체 칩 상의 회로단자(패드)의 수도 증가하고, 그에 따라 패드 면적의 축소화, 패드 피치의 협소화 등에 의한 패드 배열의 미세화가 진행되고 있다. 이와 동시에, 반도체 칩을 패키지에 수납하지 않고, 베어 칩 그대로 회로기판 등에 탑재하는 칩 사이즈 패키지(CSP)방식이 주류가 되어 있으며, 이를 위해서는, 반도체 칩으로 분할하기 전의 웨이퍼 상태에서의 특성 체크나 양질판정이 꼭 필요하게 된다. 특히, 패드 배열이 미세화(협피치화)됨으로써 문제가 되는 것은, 전자 디바이스의 전기적 특성 시험이나 회로검사 시에 반도체 칩의 패드에 접촉시켜 전기적 도통을 얻기 위한 프로브의 구조를 패드 배열의 미세화에 맞춘 것으로 해야만 한다는 것이고, 이 패드 배열의 미세화의 진보에 대응하기 위해 여러가지 측정수단이 이용되고 있다. 예를 들면, 피검사 반도체 칩의 패드와 검사장치의 사이에, 외력에 대해 탄성적으로 변형하는 탄성 변형부를 가지는 복수의 침형상 프로브를 영역 배열한 접촉자 조립체를 개재시키는 수단이 있다. 이 접촉자 조립체와 반도체 칩의 시험회로를 전기적으로 접속하는 수단으로서 프로브 카드라고 불리는 프린트 배선기판이 이용되고 있다. 일반적으로 프로브 카드에 있어서, 캔틸레버의 캔틸레버 구조를 가지는 침형상의 프로브를 채용한 경우, 반도체 칩의 패드와 접촉하는 프로브의 선단부분은 협피치이다. 그러나, 프로브 카드와 접속하고 있는 근원의 부분은, 프로브가 선단부분에서 방사형상으로 퍼져 배치되는 것으로부터 피치를 듬성듬성하게 할 수 있고, 프로브를 프로브 카드의 회로단자에 납땜 등의 접속수단으로 고착하는 것이 가능하였다. 그러나, 이 캔틸레버 구조는, 패드와 접촉할 때에 선단이 수평방향으로 어긋나기 때문에 패드에 손상을 입히거나, 또한 패드로부터 벗어나 측정수율의 저하를 초래하는 등의 문제가 있다. 또, 칩 1개씩의 측정밖에 할 수 없는, 프로브 1개씩의 설치 정밀도에 편차가 있어 일정 접촉압의 콘트롤이 어려운 등의 문제가 있다. 이 캔틸레버 구조를 대신하는 수직형 프로브, 즉 프로브가 프로브 카드의 회로단자에 수직으로 고정된 수직형 프로브에 있어서는, 반도체 칩 상의 패드 피치와 프로브 카드 상의 회로단자 피치가 동등한 피치 간격으로 구성되는 것이 필요하게 된다. 그러나, 프린트 배선기판인 프로브 카드 상에서는 회로패턴을 미세화하는 데는 제조기술상의 한계가 있고, 따라서 회로단자가 차지하는 면적이나 배선 폭도 패드 피치에 맞춘 요구를 만족시키는 것은 어렵다. 또, 납땜 가능한 피치 간격에도 한계가 있기 때문에, 미세화가 진행됨에 따라 수직형 프로브를 반도체 칩의 패드 피치에 맞추어 프로브 카드에 수직으로 고정하는 것은 불가능하였다. 이와 같이, 프로브 카드 상에서는, 평면적 영역이 회로단자면적 이외에 회로 배선폭에 의해 점유되는 비율이 크고, 회로단자의 협피치화를 방해하고 있다. 그래서, 프로브 카드에 다층 프린트 배선기판을 사용하고, 회로단자를 격자형상 혹은 2열 갈짓자형으로 배열하며, 층간의 배선을 스루홀을 개재하여 전기적으로 접속함으로써 수직형 프로브의 개수를 유지하는 수단도 채용되어 있다. 그러나, 이 스루홀이 차지하는 공간이 커지기 때문에, 스루홀의 존재가 회로단자배열의 협피치화를 방해하는 원인으로도 되어 있다. 이와 같이, 수직형 프로브를 프로브 카드에 고정하고자 하면, 회로단자의 협피치화의 어려움에 덧붙여 납땜 작업에 고도의 기술과 다대한 인적 공정수를 필요로 하고, 고가의 것이 되어 있었다. 이들의 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 수직형 접촉자 조립체를 제안하고, 또한 그 수직형 접촉자 조립체를 이용한 프로버 장치에 대해서도 이미 제안하고 있다(일본특허공개 2000-338133호 공보 및 일본특허공개 2004-274010호 공보를 참조). 본 발명자들에 의해 제안된 종래예로서의 수직형 접촉자 조립체는, 일본특허공개 2004-274010호 공보의 도 22에 나타내는 바와 같이 리본형상(직사각형상)의 수지 필름 면에 동박판을 점착하고, 이 동박판을 에칭함으로써 수지 필름 면에 만곡부를 가지는 수직형의 구리 프로브를 형성하며, 이 프로브 부착의 수지 필름을 복수매 적층시켜 수직형 접촉자 조립체를 구성하는 것이다. 이 수직형 접촉자 조립체는, 수지 필름을 적층한 구조이기 때문에 매우 좁은 영역에 복수의 프로브를 배치하는 것이 가능하고, 또한 수지 필름에는 개구부가 설치되어 있어 프로브는 수직부의 도중이 개구부의 둘레를 따라 만곡 형성되어 있으며, 프로브 선단부가 패드에 접촉했을 때의 압력에 의한 변형을 수지 필름의 개구부와 프로브의 만곡부에서 흡수하는 구조로 되어 있다. 이와 같이, 측정시에 프로브 및 수지 필름에 가해지는 압력을 어떻게 놓치는지에 대해서, 발명자들은 수지 필름의 개구부의 크기나 형상, 프로브의 만곡형상을 연구함으로써 여러가지 형상을 제안하고 있다. 특히, 최근에는 도전 패턴을 복수 빔 합성형 접촉자 조립체의 링크구조로 한 프로브에 대해서도 제안하고 있다. 그러나, 모처럼 협피치화에 적응한 접촉자 조립체를 제공할 수 있어도 수지 필름이나 프로브의 가공이 번잡해져서 비용이 상승한다는 문제를 안고 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명자들이 이미 제안한 필름 적층형의 수직형 접촉자 조립체를 이용한 프로버 장치는, 협피치화된 패드 피치, 예를 들면 45㎛피치 이하(예를 들면 20㎛피치)의 반도체 칩에 대해서도 측정이 가능한 장치이다. 게다가, 프로브의 조립 시에 납땜 혹은 수지에 의한 고정수단을 이용하지 않고 자동조립이 가능하기 때문에, 저비용의 다량생산이 가능하고, 또한 칩 패드에 대해 수직으로 일괄 접촉할 수 있기 때문에 모든 프로브에 대해 균등하게 접촉압을 콘트롤할 수 있는 등의 큰 이점을 얻을 수 있다. 그러나, 상기 종래의 접촉자 조립체 구성에서는, 고주파용 디바이스의 검사에 적용하고자 하면 자기 쉴드 기능을 구비하고 있지 않기 때문에 정전용량이 커지고, 측정에는 적합하지 않다는 문제가 있다. 또한, 직사각형상으로 배열한 패드를 가지는 복수 칩의 동시검사를 실시하는 경우, 인접하는 칩의 패드 간격이 작기 때문에, z방향(수직방향, 이하 이 명세서 전체에 있어서 동일함)의 중복이 발생한 경우에 평행 스프링 링크기구에 의해 수직 프로브의 신장이 커지고, 버클링, 변형 등이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.