Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde zur Verwendung mit einem Prüfgerät, um an einem im Test befindlichen Schaltkreis, wie ein Halbleitersubstrat und ein Flüssigkristalldisplay, eine elektrische Prüfung durchzuführen.

Der Test eines auf einem Halbleitersubstrat oder einem Flüssigkristalldisplay gebildeten Schaltkreises wird im Allgemeinen durch ein Prüfgerät mit einem Elektrodenteil (der zum Beispiel Nadelkarte genannt wird) mit einer Anzahl von Kontakten (oder Kontaktnadeln), die Kontaktsonden genannt werden und entsprechend einem zu prüfenden Schaltungsmuster angeordnet sind, durchgeführt. Eine Miniaturisierung von Kontaktsonden ist notwendig geworden, wobei es möglich ist, wie in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-162241 zum Beispiel gezeigt, eine extrem dünne Kontaktsonde mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger durch ein kombiniertes Verfahren von Lithografie und Elektroformung herzustellen. Formell wurde in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-164407 eine Struktur jeder Kontaktsonde vorgeschlagen, wie es in 35 gezeigt ist. In dieser Kontaktsonde wird durch einen Federteil 502 ein Spitzenendenteil 501 gelagert. Dieser wird durch Lithografie und Elektroformung unter Verwendung einer Maske mit einem Muster gebildet wie es in 36 dargestellt ist.

Entsprechend wird auch in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 11-337575 und dergleichen ein Verfahren zur Herstellung einer Sonde unter Verwendung von Lithografie und Elektroformung offenbart.

In vielen Fällen ist die Oberfläche eines im Test befindlichen Schaltkreises gewöhnlich mit einer Isolierschicht, wie zum Beispiel ein Oxidfilm, versehen. Bei einem Test ist es notwendig, die Isolierschicht wie ein natürlicher Oxidfilm, der auf der Oberfläche des im Test befindlichen Schaltkreises gebildet ist, zu brechen, um elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Der Kontaktdruck wird wie gewünscht in einem bestimmten Umfang erhöht, um die Isolierschicht zu brechen. Zu diesem Zweck kann am Spitzenende der Kontaktsonde, wie in 37 dargestellt, der Spitzenendenteil 501a zum Beispiel zugeschärft werden.

Bei einem Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Kontaktsonde durch Lithografie und Elektroformung wird jedoch, wenn eine dreidimensionale Form basierend auf einem zweidimensionalen Muster gebildet wird, auch bei Verwendung des Musters gemäß 37, der Spitzenendenteil 501a, das heißt ein Vorsprung des Spitzenendes der sich ergebenden Kontaktsonde tatsächlich wie ein dreieckiges Prisma gemäß 38 geformt, womit Linienberührung bewirkt wird. Es wurde auch vorgeschlagen, eine Kontaktsonde gemäß 40 herzustellen, indem eine Maske wie in 39 gezeigt, verwendet wird. In diesem Fall ist ein Spitzenendenteil 501b ebenfalls wie ein dreieckiges Prisma geformt, womit Linienberührung bewirkt wird. Mit anderen Worten, es kann keine Punktberührung erreicht und deshalb der Kontaktdruck nicht über eine vorgeschriebene Größe erhöht werden.

Während der Kontaktdruck bis zu einem bestimmten Umfang erhöht werden muss, um die Isolierschicht zu durchbrechen, wird außerdem die Kontaktsonde selbst schwächer je feiner die Kontaktsonde wird, was es erschwert, eine Belastung zu erhöhen. Ferner ist auch die Anwendung von hohem Druck für das im Test befindliche Substrat ungünstig.

Als ein Lösungsweg, um die Isolierschicht effektiv zu brechen, wird zum Beispiel in der Japanischen Offenlegungsschrift 2000-292436 eine Vorrichtung zum selbstständigen Drehen einer Kontaktsonde vorgeschlagen. Ein solches Verfahren erfordert jedoch die Kombination von mehreren Komponenten, die den Aufbau kompliziert machen würden, wodurch eine Miniaturisierung erschwert wird und außerdem die Kosten zwangsläufig erhöht werden.

Vorteilhaft ist, dass das Spitzenende der Kontaktsonde scharf wie eine Nadel ist. Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde durch Lithografie und Elektroformung wird unter Verwendung einer Matrize, die auf Basis einer zweidimensionalen Maske gefertigt ist, eine dreidimensionale Form hergestellt. Deshalb wird ein Vorsprungsteil 91 am Spitzenende wie ein dreieckiges Prisma geformt, wie es in 41Bperspektivisch dargestellt ist, auch wenn die Kontaktsonde unter Verwendung des Musters mit einem offenen Fenster, das zum Beispiel die Form gemäß 41A aufweist, hergestellt wird. Mit anderen Worten, auf dem Prüfschaltkreis wird eine Linienberührung erzeugt, die die Kontaktfläche erhöht. Daher muss die Sonde unter einem sehr hohen Kontaktdruck in Berührung gebracht werden, um die Isolierschicht zu durchbrechen, wobei ein zusätzlicher Formgebungsprozess erforderlich ist, um ein nadelähnliches Spitzenende zu erhalten.

Rasmussen et al. beschreiben in „Sitzungsberichte der Internationalen Konferenz zu Festelektrolytsensoren und Aktoren" der IEEE, Bd. 1, Seiten 463–466, 16. bis 19. Juni 1997, Chicago, USA, die Herstellung einer Ganzmetallsonde eines Atomkraftmikroskops.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kontaktsonde mit einem schärferen Spitzenendenteil, der Punktberührung ermöglicht, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde nach der vorliegenden Erfindung: einen Elektroformungsschritt der Verwendung eines Musterrahmens, der die einer Kontaktsonde entsprechende Form aufweist und auf einem Substrat angeordnet ist; das Durchführen von Elektroformung, um einen Spalt des Musterrahmens zum Bilden einer Metallschicht zu füllen; einen Spitzenende-Formungsschritt zum schrägen Entfernen und Schärfen des Teils der Metallschicht, der als ein Spitzenendenteil der Kontaktsonde dient; und anschließend einen Entnahmeschritt, um nur die Metallschicht aus dem Musterrahmen zu entnehmen.

Durch Anwendung dieser Ausführung kann der Spitzenendenteil, der üblicherweise ein dreieckiges Prisma gebildet hat, eine quadratische Pyramide bilden, wobei ein Spitzenendenteil gebildet werden kann, der schärfer ist als der übliche. Infolgedessen kann mit einem Messobjekt eine Punktberührung anstatt einer Linienberührung erreicht werden, wodurch der Berührungsdruck erhöht wird.

In der oben erwähnten Erfindung wird der Spitzenenden-Formungsschritt vorzugsweise durch Schneiden einer Grenzlinie zwischen dem Musterrahmen und der Metallschicht unter Verwendung einer rotierenden Schneidkante durchgeführt, die eine äußere Kante mit V-förmigem Querschnitt aufweist. Durch Anwendung dieser Ausführung kann eine Neigung einfach dadurch gebildet werden, dass am Spitzenendenteil der Kontaktsonde gerade geschnitten wird.

Bei der oben erwähnten Erfindung wird das Spitzenende der Metallschicht vorzugsweise im Spitzenenden-Formungsschritt durch funkenerosive Bearbeitung geschnitten. Bei Anwendung dieser Ausführung kann der als Spitzenendenteil der Kontaktsonde dienende Teil präzise geformt werden, ohne durch eine Belastung verformt zu werden.

Bei der oben erwähnten Erfindung umfasst der Spitzenenden-Formungsschritt vorzugsweise einen Schritt zum Erzeugen eines Vorsprungs, indem eine funkenerosive Bearbeitungsmarkierung auf einer maschinell bearbeiteten Fläche, die durch die funkenerosive Bearbeitung gebildet wird, genutzt wird. Durch Verwendung dieser Ausführung wird an dem Spitzenendenteil der Kontaktsonde ein Vorsprung ausgebildet, wodurch der Berührungsdruck erhöht wird.

Bei der oben erwähnten Erfindung wird die maschinell bearbeitete Fläche vorzugsweise mit einem Metall überzogen, das einen elektrischen Widerstand besitzt, der kleiner ist als der eines Werkstoffs, das eine Fläche der maschinell bearbeiteten Fläche bildet und eine Härte besitzt, die höher als die der Oberfläche der maschinell bearbeiteten Fläche ist. Durch Verwendung dieser Ausführung kann eine erhöhte mechanische Festigkeit des sehr kleinen Vorsprungs verhindern, dass der Kontaktteil des sehr kleinen Vorsprungs durch den Druck zum Zeitpunkt der Berührung zerbrochen wird, und gleichzeitig kann der elektrische Kontakt verbessert werden.

In der oben erwähnten Erfindung wird der Musterrahmen vorzugsweise dadurch gebildet, dass durch Lithografie auf einem auf dem Substrat gebildeten Resistfilm ein Muster geformt wird. Durch Anwendung dieser Ausführung kann der Musterrahmen präzise gebildet werden.

In der oben erwähnten Erfindung wird der Musterrahmen vorzugsweise aus einem Kunstharz hergestellt, das unter Verwendung einer Metallmatrize geformt wird. Durch Anwendung dieser Ausführung kann eine Anzahl von Musterrahmen leicht gebildet werden, wodurch die Produktivität verbessert wird.

1 ist die Darstellung eines ersten Schrittes bei dem Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in einer auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

2 ist die Darstellung eines zweiten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

3 ist die Darstellung eines dritten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

4 ist die Darstellung eines vierten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

5 ist die Darstellung eines fünften Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

6 ist die Darstellung eines sechsten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

7 ist die Darstellung eines siebenten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

8 ist die Darstellung eines achten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

9 ist die Darstellung eines neunten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

10A ist die perspektivische Darstellung eines Spitzenendenteils einer üblichen Kontaktsonde; und

10B ist die perspektivische Darstellung eines Spitzenendenteils einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

11 ist eine Darstellung der Spur einer rotierenden Schneidkante im Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

12 ist eine Darstellung, die eine andere beispielhafte Form zeigt, mit der Spur der rotierenden Schneidkante im Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung;

13 ist die Darstellung eines ersten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in einer auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

14 ist die Darstellung eines zweiten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

15 ist die Darstellung eines dritten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

16 ist die Darstellung eines vierten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

17 ist die Darstellung eines fünften Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

18 ist die Darstellung eines sechsten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

19 ist die Darstellung eines siebenten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

20 ist die Darstellung eines achten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

21 ist die Darstellung eines neunten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung;

22 ist die Darstellung eines fünften Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in einer auf der Erfindung beruhenden dritten Ausführung;

23 ist die Darstellung eines sechsten Schrittes beim Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in der auf der Erfindung beruhenden dritten Ausführung;

24 ist eine ebene Darstellung, die das Beispiel einer vierten Ausführung zeigt, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

25A und 25B sind Darstellungen, die die Wirkung der Kontaktsonde in 24, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, veranschaulicht;

26A, 26B und 26C sind Darstellungen, die beispielhafte Ausführungen eines Teils der Kontaktsonde in 24, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, schematisch zeigen;

27A und 27B sind Darstellungen, die ein Beispiel in einer fünften Ausführung zeigen, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht; wobei 27A eine Draufsicht und 27B eine Vorderansicht darstellen;

28 ist eine Darstellung, die die Wirkung der Kontaktsonde in 27A und 27B veranschaulicht, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

29 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel in einer sechsten Ausführung zeigt, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

30 ist eine Darstellung, die ein Beispiel in einer siebenten Ausführung zeigt, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

31 ist eine Querschnittdarstellung, die die Kontaktsonde in 30, die montiert ist und nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, schematisch zeigt;

32 ist eine Querschnittdarstellung, die eine beispielhafte Prüfvorrichtung zeigt, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

33 ist die Draufsicht einer Kontaktsonde für eine Prüfvorrichtung, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

34 ist eine Querschnittdarstellung, die eine weitere beispielhafte Prüfvorrichtung zeigt, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;

35 ist die perspektivische Darstellung einer ersten beispielhaften Kontaktsonde, die auf der herkömmlichen Technik beruht;

36 ist die Draufsicht eines Maskenmusters, das der ersten beispielhaften Kontaktsonde entspricht, die auf der herkömmlichen Technik beruht;

37 ist die vergrößerte Draufsicht des Spitzenendenteils eines Maskenmusters, das einer zweiten beispielhaften Kontaktsonde entspricht, die auf der herkömmlichen Technik beruht;

38 ist die vergrößerte perspektivische Darstellung eines Spitzenendenteils der zweiten beispielhaften Kontaktsonde, die auf der herkömmlichen Technik beruht;

39 ist eine Draufsicht des Maskenmusters, das einer dritten beispielhaften Kontaktsonde entspricht, die auf der herkömmlichen Technik beruht;

40 ist eine perspektivische Darstellung der dritten beispielhaften Kontaktsonde, die auf der herkömmlichen Technik beruht;

41A und 41B sind Darstellungen, die eine beispielhafte Kontaktsonde zeigen, die durch Lithografie und Elektroformung hergestellt ist, wobei 41A die Draufsicht und 41B die perspektivische Ansicht eines Spitzenendenteils zeigt.

Mit Bezug auf 1 bis 9 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde einer auf der Erfindung beruhenden ersten Ausführung beschrieben.

Zuerst wird auf einer Oberfläche des leitfähigen Substrates 521 ein Resistfilm 522 gebildet. Als das Substrat 521 kann ein SUS, Cu, Al oder dergleichen enthaltendes Metallsubstrat, ein Si-Substrat, ein Glassubstrat oder dergleichen verwendet werden. Es wird angemerkt, dass im Fall eines Si-Substrates, eines Glassubstrates oder dergleichen vorher durch Zerstäubung eine Metallschicht von Ti, Al, Cu, Ni, Mo oder eine Kombination davon auf der Oberfläche des Substrates 521 gebildet wird, die als darunter liegende, leitfähige Schicht 527 dient. Alternativ dazu kann die darunter liegende Schicht auch im Fall der Verwendung eines Metallsubstrates, wenn nötig durch Zerstäubung oder dergleichen, auf dem Metallsubstrat gebildet werden. Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren eine Beschreibung vorgenommen, vorausgesetzt, dass die darunter liegende Schicht 527 vorhanden ist.

Wie in 1 dargestellt ist, wird durch eine Maske 530 die Oberfläche des Resistfilms 522 mit Röntgenstrahlen 523 von einer Synchrotronstrahlungseinrichtung bestrahlt. Hier wird ein Röntgenlithografie verwendendes Verfahren eingesetzt, während anstelle von Röntgenstrahlen UV-Lithografie mit UV-Strahlung (Ultraviolett) verwendet werden kann. In jedem Fall wird der Resist in einem Belichtungsteil 524 nach Entwicklung entfernt. Die Folge davon ist, dass ein Musterrahmen mit einem hohlen Teil 525 gebildet wird, wie es in 2 dargestellt ist.

Wein 3 gezeigt ist, wird Elektroformung durchgeführt, um den hohlen Teil 525 mit einer Metallschicht 526 zu füllen. Als Werkstoff der Metallschicht 526 kann Nickel, Kobalt, Kupfer oder eine Legierung wie Ni-Co, Ni-Mn, Ni-Mo, Ni-W, Co-Mo, Co-W oder dergleichen verwendet werden. Danach wird die Oberfläche, wie in 4 gezeigt, geschliffen oder poliert, um eine wie gewünschte gleichmäßige Dicke zu erhalten.

Wein 5 gezeigt ist, wird eine rotierende Schneidkante 541 mit einer äußeren Kante, die einen V-förmigen Querschnitt besitzt, rotiert, so dass sie durch eine Grenzlinie zwischen einem Teil, der als ein Spitzenendenteil der Kontaktsonde dient, und einem Resistfilm 522 läuft, damit der als Spitzenendenteil dienende Teil von der Metallschicht 526 schräg weg geschnitten wird, derart, dass eine Aussparung mit einem V-förmigen Querschnitt gebildet wird. So ergibt sich die in 6 dargestellte Struktur. Die rotierende Schneidkante 541, wie sie hier verwendet wird, schließt zum Beispiel eine Plättchenschneidemaschine ein.

Gemäß 7 wird der auf dem Substrat 521 übrig bleibende Resistfilm 522 durch Lackentfernung durch Plasmaeinwirkung oder Entwicklung nach erneuter Bestrahlung entfernt. Gemäß 8 wird die darunter liegende, leitfähige Schicht 527 durch Ätzen oder dergleichen entfernt. Alternativ dazu wird das Substrat 521 durch Ätzen oder dergleichen entfernt, wenn keine darunter liegende, leitfähige Schicht 527 vorhanden und das Substrat 521 ein Metallsubstrat ist. Zum Entfernen von darunter liegender, leitfähiger Schicht 527 oder Substrat 521 kann entweder Nassätzen oder Trockenätzen verwendet werden. Wie in 9 gezeigt ist, wird eine Kontaktsonde erhalten, indem nur die Metallschicht 526 herausgenommen wird.

Weil die rotierende Schneidkante 541 mit der im Querschnitt V-förmigen äußeren Kante den als Spitzenendenteil dienenden Teil von der Mittelschicht 526 schräg abschneidet, kann der Spitzenendenteil, der normalerweise wie in 10A dargestellt geformt war, so geformt werden, wie es in 10B gezeigt ist. Mit anderen Worten, durch schräges Abschneiden der Ecke von einer Seite, kann der Teil, der sonst ein dreieckiges Prisma wäre, zu einer viereckigen Pyramide gemacht werden. Bei Verwendung als Kontaktsonde kann eine solche Form, die am Spitzenende scharf ist, mit einem Messobjekt anstelle von Linienberührung eine Punktberührung erzeugen, wodurch der Berührungsdruck erhöht wird.

Es wird angemerkt, dass die Formgebung des Spitzenendenteils in der vorliegenden Ausführung durch Abschneiden nach dem Schleifen oder Polieren durchgeführt wird, obwohl sie vor dem Schleifen oder Polieren durchgeführt werden kann. Hierbei werden Resist 522 und Metallschicht 526 zusammen durch die rotierende Schneidkante 541 geschnitten, obwohl nur die Metallschicht 526 geschnitten werden kann, nachdem sie herausgenommen ist.

Es wird angemerkt, dass anstelle der rotierenden Schneidkante 541 jede beliebige Formgebungseinrichtung verwendet werden kann, so lange sie den Spitzenendenteil schräg abschneiden kann. Zum Beispiel kann man Drehen, Schleifen oder dergleichen ins Auge fassen.

Der Musterrahmen ist nicht auf den einen beschränkt, der eine Form einschließlich einer Kontaktsonde aufweist, und kann ein Muster einschließlich den Formen einer Vielzahl von Kontaktsonden zusammen aufweisen wie es in 11 dargestellt ist. In einem solchen Fall, wie in 11 dargestellt, kann eine Anordnung, bei der die Spitzenendenteile der Kontaktsonden in einer geraden Linie angebracht sind, dadurch wünschenswert sein, dass die Formgebung der Spitzenendenteile der Kontaktsonden jeweils einfach durchgeführt werden kann, indem die rotierende Schneidkante 541 auf einer Spur, wie es durch die strichpunktierte Linie angegeben ist, bewegt wird.

Die Erfindung betrifft die Formgebung des Spitzenendenteils und kann ohne Rücksicht auf die Federform anwendbar sein. Zum Beispiel ist die Feder in 11 S-förmig, während anstelle einer Feder eine Vielzahl von S-förmigen Federn aufeinander folgend angeordnet werden kann, um eine gewellte Form zu bilden. Im Gegensatz zu dem in 11 gezeigten Beispiel kann die Kontaktsonde außerdem mit einer Form gemäß 12 ähnlich einfach geformt werden, indem die rotierende Schneidkante 541 auf der Spur bewegt wird, wie es durch die strichpunktierte Linie angegeben ist.

Mit Bezug auf die 13 bis 21, 8 und 9 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in einer auf der Erfindung beruhenden zweiten Ausführung beschrieben.

Wein 13 gezeigt ist, wird unter Verwendung einer Metallmatrize 532 mit konvexer Form wie die Form der Kontaktsonde durch Spritzgussverfahren eine Kunstharzmatrize 533 gebildet. Infolgedessen ergibt sich eine Kunstharzmatrize 533 mit hohler Form wie die Form der Kontaktsonde. Diese Kunstharzmatrize 533 wird poliert, so dass der hohle Teil durchgesetzt wird, um einen Kunstharz-Musterrahmen 534 herzustellen, wie es in 15 gezeigt ist. Wie es in 16 gezeigt ist, wird ein Substrat 521 mit einer darunter liegenden, leitfähigen Schicht 527, die auf der Oberfläche desselben ausgebildet ist, wie in der ersten Ausführung hergestellt, und ein Kunstharz-Musterrahmen 534 wird an der Oberfläche davon befestigt. Wie in der ersten Ausführung beschrieben, kann die darunter liegende, leitfähige Schicht 527 weg gelassen werden, wenn das Substrat 521 ein Metallsubstrat ist. Der hohle Teil kann durchgesetzt werden, nachdem die Kunstharzmatrize 533 an dem Substrat 521 (nicht gezeigt) befestigt ist. Wie in 17 dargestellt ist, wird Elektroformung durchgeführt, um den hohlen Teil 525 mit der Metallschicht 526 zu füllen. Die Bedingungen des Werkstoffes der Metallschicht 526 sind ähnlich wie es in der ersten Ausführung beschrieben ist. Danach wird die Oberfläche gemäß 18 geschliffen oder poliert, um eine gleichmäßige Dicke, wie gewünscht, zu erreichen.

Wie in 19 gezeigt ist, wird die rotierende Schneidkante 541, die eine im Querschnitt V-förmige äußere Kante aufweist, rotiert, so dass sie durch die Grenzlinie zwischen dem als Spitzenendenteil der Kontaktsonde dienenden Teil und dem Kunstharz-Musterrahmen 534 läuft, so dass der als Spitzenendenteil der Metallschicht 526 dienende Teil schräg weg geschnitten wird, derart, dass eine Ausnehmung mit einem V-förmigen Querschnitt gebildet wird. Somit ergibt sich die in 20 dargestellte Struktur.

Gemäß 21 wird der auf dem Substrat 521 übrig bleibende Kunstharz-Musterrahmen 534 durch Lackentfernung durch Plasmaeinwirkung oder Entwicklung nach erneuter Bestrahlung entfernt. Danach wird der gleiche Prozess wie im Herstellungsverfahren in der ersten Ausführung folgen. Die darunter liegende leitfähige Schicht 527 wird nämlich, wie in 8 dargestellt, durch Ätzen oder dergleichen entfernt. Wie es in der ersten Ausführung beschrieben ist, wird das Substrat 521 durch Ätzen oder dergleichen entfernt, wenn es keine darunter liegende, leitfähige Schicht 527 gibt. Die darunter liegende, leitfähige Schicht 527 oder das Substrat 521 können entweder durch Nassätzen oder Trockenätzen entfernt werden. Wie in 9 gezeigt ist, wird eine Kontaktsonde erhalten, indem nur die Metallschicht 526 herausgenommen wird.

Bei diesem Herstellungsverfahren kann eine Kontaktsonde mit scharfem Spitzenende auch wie in der ersten Ausführung hergestellt werden. Deshalb kann die Kontaktsonde, wie sie verwendet wird, mit einem Messobjekt anstelle von Linienberührung in Punktberührung gebracht werden, wodurch der Berührungsdruck zunimmt.

Mit Bezug auf die 1 bis 4, 22, 23 und 7 bis 9 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktsonde in einer auf der Erfindung basierenden dritten Ausführung beschrieben.

Die in 1 bis 4 gezeigten Schritte sind die gleichen wie die in der ersten Ausführung beschriebenen. Wie in 4 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführung die Oberfläche der Metallschicht 526 geschliffen oder poliert, um die gewünschte gleichmäßige Dicke zu erreichen, dem sich eine Lackentfernung durch Plasmaeinwirkung anschließt, um den Resistfilm 522, wie in 22 dargestellt, zu entfernen. Unter Verwendung einer funkenerosiven Bearbeitungselektrode 542 wird gemäß 23 funkenerosive Bearbeitung durchgeführt. Die funkenerosive Bearbeitungselektrode 542 ist eine Elektrode mit einem Spitzenende, das zu einer konischen Form oder einer V-Form ausgebildet ist. Bei dieser funkenerosiven Bearbeitung wird eine maschinell bearbeitete Fläche in Bezug auf den Teil, der als Spitzenendenteil der Kontaktsonde dient, schräg ausgebildet.

In dem in 23 gezeigten Beispiel wird funkenerosive Bearbeitung mit einer Metallschicht 526 durchgeführt, die auf dem Substrat 521 anhaftet, obwohl die Metallschicht 526 vor einer funkenerosiven Bearbeitung aus dem Substrat 521 heraus genommen werden kann. Obwohl der Spitzenendenteil derart geformt ist, dass er von einer Seite, wie in 10 gezeigt, schräg weg geschnitten ist, kann er, wie in dem in 23 dargestellten Beispiel außerdem als quadratische Pyramide geformt werden, indem entsprechende funkenerosive Bearbeitungen sowohl auf der vorderen Fläche als auch auf der hinteren Fläche der als Kontaktsonde dienenden Metallschicht 526 durchgeführt werden. Obwohl die funkenerosive Bearbeitung hier als funkenerosive Ausfräs-Bearbeitung dargestellt wurde, bei der eine funkenerosive Bearbeitungselektrode 524 verwendet wird, kann beispielhaft das Drahterodieren eingesetzt werden, solange der Spitzenendenteil in ähnlicher Weise geformt werden kann.

Bei der funkenerosiven Bearbeitung wird über die ganze maschinell bearbeitete Fläche eine Anzahl von funkenerosiven Bearbeitungsmarkierungen ausgebildet. Jede der funkenerosiven Bearbeitungsmarkierungen ist eine aus Metall gebildete, kraterähnliche Markierung, die in einem äußerst kleinen Bereich auf der Werkstücksoberfläche geschmolzen wird und sich anschließend verbreitet. Der Umfang von jedem Krater besitzt einen sehr kleinen Vorsprung, der bei Verbreitung erzeugt wird. Daher kann die funkenerosive Bearbeitungsmarkierung genutzt werden, damit auf der maschinell bearbeiteten Fläche ein sehr kleiner Vorsprung übrig bleibt.

Nach Formgebung des Spitzenendenteils durch funkenerosive Bearbeitung wird annähernd der gleiche Prozess ausgeführt wie in der ersten Ausführung mit Bezug auf 7 bis 9 beschrieben. Die Folge davon ist, dass sich die Kontaktsonde gemäß 9 ergibt.

Wie oben beschrieben, ergibt sich, wenn der Spitzenendenteil der Kontaktsonde durch funkenerosive Bearbeitung gebildet wird, die wirkung, die der in der ersten Ausführung ähnlich ist, mit den folgenden zusätzlichen Effekten. Der aus der funkenerosiven Bearbeitungsmarkierung auf der maschinell bearbeiteten Oberfläche erhaltene kleine Vorsprung kann nämlich den Berührungsdruck erhöhen, wenn er als Kontaktsonde genutzt wird. Das liegt daran, dass zuerst der sehr kleine Vorsprung anstelle der maschinell bearbeiteten Fläche selbst mit dem Objekt in Anlage kommt, wenn der sehr kleine Vorsprung als Kontaktsonde gegen das Objekt gepresst wird, wodurch die Berührungsfläche reduziert wird.

Zusätzlich kann der Spitzenendenteil der Kontaktsonde, der diesen sehr kleinen Vorsprung aufweist, mit einem Metall überzogen werden, das eine Härte aufweist, die härter ist als die der maschinell bearbeiteten Fläche, und einen elektrischen Widerstand besitzt, der kleiner ist als der des die maschinell bearbeitete Fläche bildenden Werkstoffs. Ein solches Metall enthält zum Beispiel Pd (Palladium) oder Rh (Rhodium). Dadurch, dass das Spitzenendenteil der Kontaktsonde mit dem Metall überzogen ist, wird die mechanische Festigkeit des sehr kleinen Vorsprungs erhöht, um zu verhindern, dass der Kontaktteil des sehr kleinen Vorsprungs bei Druck zum Berührungszeitpunkt zerdrückt wird. Weil das den kleinen Vorsprung überziehende Metall einen kleinen elektrischen Widerstand besitzt, kann auch der elektrische Kontakt verbessert werden. Ein Verfahren zum Überziehen des Spitzenendenteils mit einem Metall umfasst zum Beispiel Elektroformung, Zerstäubung, Bedampfung oder dergleichen.

Obwohl hier funkenerosive Bearbeitung beispielhaft auf der Basis der ersten Ausführung angewandt wird, kann der Spitzenendenteil durch funkenerosive Bearbeitung mit den in 22 und 23 dargestellten Schritten gebildet werden. In diesem Fall ergibt sich auch der ähnliche Effekt.

Entsprechend der oben dargestellten Erfindung wird die Kontaktsonde mit einem Messobjekt anstelle von Linienberührung in Punktberührung gebracht, weil sie an dem Spitzenendenteil eine Neigung zum Erreichen einer Form aufweist, die schärfer ist als die übliche, wodurch der Berührungsdruck erhöht wird. Infolgedessen wird elektrischer Kontakt zuverlässiger gewährleistet.

Mit Bezug auf 24 wird eine der vorliegenden Erfindung nicht entsprechende, vierte Ausführung beschrieben. 24 zeigt die Draufsicht einer Kontaktsonde mit einem Spitzenendenteil 11 und einem Basisteil 12, die durch ein Verbindungsteil 13 verbunden und angeformt sind. Der Spitzenendenteil 11 besitzt an einem Ende ein Kontaktende, das mit einem im Test befindlichen Schaltkreis in Kontakt gebracht wird. Der Basisteil 12 ist mit einer Fläche 15 versehen, die dem anderen Ende 14 des Spitzenendenteils gegenüber liegt und von diesem im Abstand angeordnet ist. Der Spitzenendeteil 11 besitzt tatsächlich eine Form mit einer Dicke, die in den Abbildungen als Draufsicht gezeigt ist, und einen Querschnitt, der auf einem viereckigen Prisma basiert. Der Verbindungsteil 13 besitzt eine gewisse Elastizität, damit der Spitzenendenteil und der Basisteil mit einem gewissen Zwischenraum festgehalten werden können, wenn die Kontaktsonde nicht gegen den im Test befindlichen Schaffkreis gepresst wird.

Es wird angemerkt, dass die Kontaktsonde aus einem Metall gebildet ist, weil sie elektrisch leitfähig gemacht werden muss. Im Falle einer Herstellung durch Elektroformung wird insbesondere Nickel, Kobalt, Kupfer oder eine Legierung wie Ni-Co, Ni-Mn, Ni-Mo, Ni-W, Co-Mo, Co-W oder dergleichen verwendet. Außerdem sollte eine Kontaktsonde wie sie durch das Herstellungsverfahren unter Verwendung von Lithografie und Elektroformung herzustellen beabsichtigt ist, eine sehr kleine mit einer Dicke von 100 &mgr;m oder kleiner und einer Länge von 1 mm oder weniger sein. Dies bezieht sich auf die Ausführung von jeder Einrichtung, es sei denn, dass es im Folgenden anders beschrieben wird.

Mit Bezug auf 25A und 25B wird die Wirkung der Kontaktsonde, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, beschrieben. Der im Test befindliche Schaltkreis 20 ist aus einem auf dem Substrat 21 ausgebildeten Leiterzug 22 und einer Isolierschicht 23 auf dessen Oberfläche gebildet. Wenn der Spitzenendenteil 11 durch die Elastizität des Verbindungsteils 13 gegen die Oberfläche des im Test befindlichen Schaltkreises 20 gepresst wird, werden die gegenüber liegenden Flächen 14 und 15 (siehe 24) des Spitzenendenteils 11 und des Basisteils 12 jeweils miteinander in Kontakt gebracht (25A). Der Spitzenendenteil und der Basisteil liegen auf einer schrägen Fläche einander gegenüber wie es gezeigt ist und verschieben sich, wenn sie auf den Berührungsflächen weiter gedrückt werden und bewegen sich dann in einer die Achse kreuzenden Richtung. Die Folge davon ist, dass das Kontaktende des Spitzenendenteils in Richtung parallel zu der Oberfläche des im Test befindlichen Schaltkreises bewegt wird, um einen Teil der Isolierschicht 23 dieser Fläche abzukratzen.

Obwohl in diesem Beispiel die gegenüber liegenden Flächen des Spitzenendenteils und des Basisteils parallel zueinander sind, wird angemerkt, dass sie eine Kombination sein können, die eine Gleitung in der Richtung senkrecht zu der Achse bewirkt, wenn sie gegeneinander gedrückt werden, wie es zum Beispiel in 26A, 26B und 26C schematisch dargestellt ist, wie beispielsweise eine Kombination davon, dass eine eine ebene Fläche und die andere eine hervorspringende Form (26A) aufweist, die Kombination von gekrümmten Flächen (26B), die Kombination einer gekrümmten Fläche und eines Vorsprungs (26C) oder dergleichen, was nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.

In den 27A und 27B, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen, ist eine beispielhafte Struktur der Kontaktsonde entsprechend einer fünften Ausführung dargestellt.

27B ist eine Vorderansicht und 27A eine Draufsicht. Ein Spitzenendenteil 31, das ein Kontaktende in Bezug auf einen im Test befindlichen Schaltkreis aufweist, ist durch zwei Verbindungsteile 33 mit einem zylindrischen Basisteil 32, der in Bezug auf die Achse des Spitzenendenteils konzentrisch angeordnet ist, fest verbunden. Jedes Verbindungsteil 33 ist gekrümmt und bei Betrachtung aus der Richtung in 27A etwa wie ein Kreisbogen geformt, und ist durch Klebstoff mit dem Spitzenendenteil und dem Basisteil in der gleichen Umfangsrichtung befestigt, um den Spitzenendenteil 31 mit einer bestimmten Federkraft zu unterstützen.

28 zeigt diese gegen einen im Test befindlichen Schaltkreis gepresste Kontaktsonde, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht. In 28 stellt die scheinbare Linie den Zustand vor dem Pressen dar, die durchgezogene Linie stellt den Zustand des Pressens dar und die unterbrochene Linie zeigt den Teil, der in dem rohrförmigen Basisteil verborgen ist. Wenn die Kontaktsonde in Kontakt gepresst wird, wird das Verbindungsteil 33 in der Pressrichtung verformt. Weil das Verbindungsteil eine bestimmte Länge aufweist, verformt es sich hier in die Richtung, in die sich die gekrümmte Form erstreckt, wodurch sich eine Drehung des Spitzenendenteils 31 ergibt. Diese Drehung erleichtert den Bruch der Isolierschicht auf der Oberfläche des im Test befindlichen Schaltkreises, damit ein guter elektrischer Kontakt erhalten wird.

Mit Bezug auf 29 wird eine Kontaktsonde in einer sechsten Ausführung, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, beschrieben. 29 zeigt eine ebene Darstellung der Kontaktsonde. Ein Halteteil ist in einem Stück aus dem Spitzenendenteil 41 mit Kontaktende, einem elastischen Verbindungsteil 43 und einem Basisteil 42, der mit einem einstückig gebildeten Halterungsteil 50 geteilt wird, ausgebildet. Das Halterungsteil 50 ist aus einem Kontaktteil 51, der mit einem im Test befindlichen Schaltkreis in Kontakt gebracht wird, und einem Federteil 52, der elastische ist, gebildet. Optional ist, ob der Spitzenendenteil 41 des Gehäuseteils oder der Kontaktteil 52 des Halterungsteils 50 zuerst mit dem im Test befindlichen Schaltkreis in Kontakt kommt, obwohl in diesem Beispiel zuerst das Halterungsteil 51 in Kontakt kommt, und die Reibung auf dem Spitzenende des Halterungsteils 51 verhindert, dass die Kontaktsonde auf dem im Test befindlichen Schaltkreis gleitet, dem sich ein zuverlässiger Kontakt des Spitzenendenteils 41 anschließt. Hierbei ist es notwendig, dass die Elastizität des Federteils 52 des Halterungsteils schwächer ist als die Elastizität des Halteteils. Andererseits würde die Elastizität des Halterungsteils verhindern, dass der Berührungsdruck durch das Halteteil auf den im Test befindlichen Schaltkreis wirksam ausgeübt wird.

Obwohl neben dem Halteteil im vorliegenden Beispiel ein Halterungsteil vorgesehen ist, können zwei oder drei Halterungsteile vorgesehen werden, die in das Halteteil eingelegt werden, so dass eine Verlagerung des Kontaktendes zuverlässiger verhindert werden kann.

Die Form des Spitzenendes des Halterungsteils braucht nicht scharf zu sein und kann eine ebene Fläche, eine gekrümmte Fläche oder eine konvexe oder konkave Form besitzen, weil es nicht zum elektrischen Kontakt beabsichtigt ist, sondern eine Verlagerung verhindern soll. Außerdem ist das Material des Halterungsteils vorzugsweise ein Nichtleiter, um elektrischen Kontakt zu vermeiden, kann jedoch ein Metall sein, das mit dem Halteteil durch Elektroformung einstückig ausgebildet ist. Im Fall eines Metalls ist das Spitzenende des Halterungsteils vorzugsweise mit einem isolierenden Überzug versehen.

Mit Bezug auf 30 wird die Kontaktsonde in einer siebenten Ausführung beschrieben, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht. 30 stellt eine beispielhafte Ausführung der Kontaktsonde dar. Um die Ausführung eines Kanals deutlich zu zeigen, ist die Vorderansicht als Schnittdarstellung A-A gezeigt, und es sind Ansichten von oben, unten und von rechts gezeigt. In der Nähe des Halteteils 60 der Kontaktsonde ist eine Kanalröhre 70 zur Verteilung eines Reduktionsgases vorgesehen. Die Kanalröhre 70 ist wie eine Mikroröhre geformt und ermöglicht, dass das Reduktionsgas nur in der Nähe des Kontaktendes des im Test befindlichen Schaltkreises eingeleitet wird.

31 zeigt die Ausführung einer mit einer solchen Kontaktsonde montierten Nadelkarte im Querschnitt, wobei jetzt die Zuführung des Reduktionsgases beschrieben wird, was nicht der vorliegenden Erfindung entspricht. 31 zeigt den Querschnitt eines Teils, bei dem drei in 30 dargestellte Kontaktsonden in einer Reihe angeordnet sind. Die elektrischen Schaltverbindungen zu den Kontaktsonden sind unabhängig voneinander innerhalb eines Nadelkarten-Substrates 80 (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Kanalröhren 70, die jeweils einen Reduktionsgas-Kanal bilden, der für jede Kontaktsonde vorgesehen ist, führen durch die Löcher in dem Nadelkarten-Substrat 80 zu einem gemeinsamen Kanal 81, der im Nadelkarten-Substrat vorgesehen ist. Der gemeinsame Kanal wird mit einem Reduktionsgas versorgt, der es ermöglicht, dass Reduktionsgas in der Nähe jedes Kontaktteils (wie in der Zeichnung durch Pfeil angegeben) eingeleitet wird. Hierbei kann der gleiche Effekt durch eine Ausführung erzielt werden, bei der der gemeinsame Kanal in der Nadelkarte und das Loch in dem Substrat, ohne röhrenförmiges Gehäuse 70, das Reduktionsgas in die Nähe jeder Kontaktsonde fließen lassen, obwohl es besser ist, das röhrenförmige Gehäuse vorzusehen.

32 zeigt eine Prüfvorrichtung mit den oben erwähnten Kontaktsonden, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen. Die Prüfvorrichtung 100 enthält ein Nadelkarten-Substrat 101, auf dem eine Anzahl von Kontaktsonden 105 angeordnet ist. Wenn ein Substrat 104 mit integrierter Schaltung, das einen im Test befindlichen Schaltkreis 103 auf der Oberfläche desselben aufweist, in einer Kammer installiert wird, nähert sich die Kontaktsonde 105 im Verhältnis zu dem im Test befindlichen Schaltkreis 103 und kommt zum Test mit diesem in Kontakt. Jede der in den 24, 26A–26C, 27A, 28, 29 und 30 dargestellten Kontaktsonden kann als Kontaktsonde 105 bereitgestellt werden.

33 zeigt eine nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindliche Kontaktsonde 115. Die Kontaktsonde 115 weicht von der in 30 dargestellten Kontaktsonde dadurch ab, dass sie keine Kanalröhre enthält. 34 zeigt eine Prüfvorrichtung, die diese, nicht der vorliegenden Erfindung entsprechende, Kontaktsonde 115 enthält. Die Prüfvorrichtung 110 enthält ein Nadelkarten-Substrat 111, auf dem eine Anzahl von Kontaktproben 115 angeordnet ist. Wenn das Substrat 104 mit integrierter Schaltung mit einem im Test befindlichen Schalkreis 103 auf der Oberfläche desselben in einer Kammer installiert ist, wird die Kammer durch eine Reduktionsgas-Einleitungseinrichtung (nicht gezeigt) nach dem Stand der Technik mit einem Reduktionsgas gefüllt. Infolgedessen wird der im Test befindliche Schaltkreis 103 der Umgebung des Reduktionsgases 112 ausgesetzt. In diesem Zustand nähert sich die Kontaktsonde 115 relativ zu dem im Test befindlichen Schaltkreis 103, um mit diesem für einen Test in Kontakt zu kommen.

Eine Kontaktsonde, die auf der vorliegenden Erfindung beruht, kann in eine Prüfvorrichtung zur Verwendung bei einem elektrischen Test eines Halbleitersubstrates, eines Flüssigkristalldisplays oder dergleichen integriert werden.