本発明は、コンタクトプローブの製造方法に係り、さらに詳しくは、片持ち梁構造のコンタクトプローブの屈曲部における応力集中を低減することができるコンタクトプローブを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a contact probe, and more particularly to a method for manufacturing a contact probe that can reduce stress concentration at a bent portion of a contact probe having a cantilever structure.
プローブカードは、半導体集積回路の電極パッドなどの検査対象物の電気的特性を検査するために用いられ、複数のコンタクトプローブ(接触探針)を備えている。複数のコンタクトプローブは、電極パッドの数およびピッチに対応して基板上に固定され、これらコンタクトプローブを電極パッドに接触させることにより、電気信号を取出すことができる。 The probe card is used for inspecting electrical characteristics of an inspection object such as an electrode pad of a semiconductor integrated circuit, and includes a plurality of contact probes (contact probes). The plurality of contact probes are fixed on the substrate corresponding to the number and pitch of the electrode pads, and electrical signals can be taken out by bringing these contact probes into contact with the electrode pads.
半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する時は、コンタクトプローブを半導体ウエハ上の電極パッドに接触させた後、コンタクトプローブを更に半導体ウエハ側に押し付ける動作であるオーバードライブを行って、すべてのコンタクトプローブをそれぞれ電極パッドに確実に接触させる。 When inspecting the electrical characteristics of the device on the semiconductor wafer, the contact probe is brought into contact with the electrode pad on the semiconductor wafer, and then the overdrive is performed to further press the contact probe toward the semiconductor wafer. Each contact probe is securely brought into contact with the electrode pad.
上記コンタクトプローブとしては、一端が基板に固定され、他端が自由端となる弾性変形可能な片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端側に形成されたコンタクト部とを有するものがある(例えば特許文献1参照)。そして、この種のコンタクトプローブは、コンタクト部を半導体ウエハ側に押し付けて、ビーム部を弾性変形させる。 The contact probe has a beam part of an elastically deformable cantilever structure in which one end is fixed to the substrate and the other end is a free end, and a contact part formed on the free end side of the beam part. (See, for example, Patent Document 1). And this kind of contact probe presses a contact part on the semiconductor wafer side, and elastically deforms a beam part.
ところで、半導体デバイスは、フォトリソグラフィ技術などの進歩による微細加工精度の著しい向上によって高集積化されてきた。その結果、半導体デバイスは、そのチップ面積に対する電極パッド数が飛躍的に増大し、最近では、千個を越える電極パッドが数ミリ角の半導体チップ上に狭ピッチで配置されるようになってきた。このような半導体チップについて電気的特性試験を行うためには、電極パッドと同様のピッチでコンタクトプローブを配置させたプローブカードが必要となる。そこで、上記した特許文献1にも開示されているように、半導体デバイスと同様のフォトリソグラフィ技術を利用して、コンタクトプローブを製造する技術が種々提案されている。 By the way, semiconductor devices have been highly integrated due to a significant improvement in microfabrication accuracy due to advances in photolithography technology and the like. As a result, the number of electrode pads with respect to the chip area of a semiconductor device has increased dramatically. Recently, more than 1,000 electrode pads have been arranged on a semiconductor chip of several millimeters square at a narrow pitch. . In order to perform an electrical characteristic test on such a semiconductor chip, a probe card in which contact probes are arranged at the same pitch as the electrode pads is required. Therefore, as disclosed in
特許文献1には、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて形成された積層体からなるコンタクトプローブが開示されている。このコンタクトプローブは、プローブ基板に垂直な方向、すなわち、コンタクトプローブの高さ方向に積層された複数のめっき層によって構成される。各めっき層は、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされており、2次元形状の異なるめっき層を順に積層していくことによって、3次元形状のコンタクトプローブを形成することができる。このようにして形成された片持ち梁構造のコンタクトプローブは、ビーム部の固定端側を略直角に屈曲させた形状となる。
従来のコンタクトプローブは、ビーム部の固定端側を略直角に屈曲させた形状を有しており、弾性変形時には、この屈曲部付近に応力の集中が発生する。このため、コンタクトプローブの針圧を増大させることが容易ではないという問題があった。そこで、ビーム部の固定端側を略直角に屈曲させるのではなく、滑らかに湾曲させた形状にすることができれば、上述したような応力集中を緩和することができると考えられる。 The conventional contact probe has a shape in which the fixed end side of the beam portion is bent at a substantially right angle, and stress concentration occurs near the bent portion during elastic deformation. For this reason, there is a problem that it is not easy to increase the needle pressure of the contact probe. Therefore, it is considered that the stress concentration as described above can be reduced if the fixed end side of the beam portion is not bent at a substantially right angle but can be smoothly curved.
しかしながら、コンタクトプローブの高さ方向にめっき層を積層する場合、高さ方向に滑らかに湾曲するコンタクトプローブを形成するためには、2次元形状の異なる多数のめっき層を積層する必要があり、製造コストを増大させてしまう。 However, when the plating layer is laminated in the height direction of the contact probe, in order to form a contact probe that curves smoothly in the height direction, it is necessary to laminate a large number of plating layers having different two-dimensional shapes. Increases costs.
そこで、コンタクトプローブの幅方向にめっき層を積層する製造方法を採用することも考えられる。この場合、めっき層の数を増大させることなく、高さ方向に滑らかに湾曲するコンタクトプローブを形成することができるが、多数のプローブをプローブ基板上に配列される位置関係のままで同時に形成することができない。つまり、犠牲層を介在させて配列させた複数のコンタクトプローブを製造してプローブ基板上に配置したり、あるいは、プローブ基板に対して電気めっきを行ってコンタクトプローブを形成することができず、コンタクトプローブを一つずつプローブ基板に取付けていく煩雑な作業が必要となる。 Therefore, it is conceivable to employ a manufacturing method in which a plating layer is laminated in the width direction of the contact probe. In this case, it is possible to form a contact probe that is smoothly curved in the height direction without increasing the number of plating layers. However, a large number of probes are simultaneously formed while maintaining the positional relationship arranged on the probe substrate. I can't. In other words, it is impossible to manufacture a plurality of contact probes arranged with a sacrificial layer and arrange them on the probe substrate, or to perform electroplating on the probe substrate to form a contact probe. The troublesome work of attaching the probes to the probe substrate one by one is required.
そこで、本発明者は、コンタクトプローブの高さ方向へ積層してコンタクトプローブを形成する製造方法において、ビーム部に湾曲部を形成することができるコンタクトプローブの製造方法を見出した。その製造方法は、曲面を有するプローブ形成用台座をレジストで基板上に形成し、このプローブ形成用台座にビーム部を形成していくものである。この場合、曲面を有するプローブ形成用台座をレジストで形成するために、まず、角部を有するブロック状の台座を形成し、その後、このブロック状の台座を高温で加熱して角部を収縮させて丸みを形成することにより、曲面を形成する。 Therefore, the present inventor has found a method for manufacturing a contact probe that can form a curved portion in a beam portion in a manufacturing method in which a contact probe is formed by stacking in the height direction of the contact probe. In the manufacturing method, a probe forming pedestal having a curved surface is formed on a substrate with a resist, and a beam portion is formed on the probe forming pedestal. In this case, in order to form a probe forming pedestal having a curved surface with a resist, first, a block-shaped pedestal having corners is formed, and then the block-shaped pedestal is heated at a high temperature to shrink the corners. By forming a round shape, a curved surface is formed.
しかしながら、レジストで形成する台座は、高温で熱処理をするためレジストの材料中の物質が揮発したり熱収縮したりして、台座に所望の高さを出すことができない問題があった。そこで、さらなる研究の結果、この熱処理後のレジストの台座の上にコンタクトプローブを形成する導電性材料とは異なる導電性材料で薄膜を形成し、この薄膜上に薄膜と同じ導電性材料で電気めっきすることにより、所望の高さのめっき台座が得られた。 However, since the pedestal formed of the resist is heat-treated at a high temperature, there is a problem in that a substance in the resist material is volatilized or thermally contracted, and the desired height cannot be obtained on the pedestal. Therefore, as a result of further research, a thin film was formed on the resist pedestal after the heat treatment using a conductive material different from the conductive material forming the contact probe, and electroplating was performed on the thin film using the same conductive material as the thin film. As a result, a plating base having a desired height was obtained.
ところが、このめっき台座は、内部にレジストの台座が形成されているため、プローブ製造中の温度上昇により、このレジストの台座が熱収縮を起こし、このレジストの台座上に形成した金属薄膜が割れて、めっき台座が破損する問題が生じた。さらに、このレジストの台座は、通常のレジストの処理を行う場合の温度よりも高温で熱処理を行って曲面を出すようにしているため、コンタクトプローブを形成した後にレジスト層を除去しようとしても硬化しすぎて除去することが難しいという問題もあった。 However, since the resist pedestal is formed inside this plating pedestal, the resist pedestal heat shrinks due to the temperature rise during probe manufacturing, and the metal thin film formed on the resist pedestal cracks. There was a problem that the plating base was damaged. Furthermore, since this resist pedestal is subjected to heat treatment at a temperature higher than the temperature used in normal resist processing to produce a curved surface, it is cured even if the resist layer is removed after the contact probe is formed. There was also a problem that it was too difficult to remove.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高さ方向に積層してコンタクトプローブを形成する方法において、台座が熱で破損することなく、所望の形状及び大きさの湾曲部を有するコンタクトプローブを簡単に形成できるコンタクトプローブの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a method of stacking in the height direction to form a contact probe, a curved portion having a desired shape and size can be obtained without causing damage to the pedestal due to heat. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a contact probe that can easily form a contact probe having the same.
第1の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、絶縁性基板上に第1導電性材料からなる電極膜を形成することにより、絶縁性領域と隣接する電極領域を上記絶縁性基板上に形成する電極膜形成工程と、上記電極膜上に第1導電性材料を電気めっきすることにより、上記絶縁性領域から立ち上がり、上記電極領域に向かって曲がる曲面を有する犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、上記犠牲層上に第2導電性材料を電気めっきすることにより、コンタクトプローブを形成するプローブ形成工程と、上記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えている。 In the method for manufacturing a contact probe according to the first aspect of the present invention, an electrode film made of a first conductive material is formed on an insulating substrate, thereby forming an electrode region adjacent to the insulating region on the insulating substrate. An electrode film forming step, and a sacrificial layer forming step of forming a sacrificial layer having a curved surface rising from the insulating region and bending toward the electrode region by electroplating a first conductive material on the electrode film; A probe forming step of forming a contact probe by electroplating a second conductive material on the sacrificial layer and a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer are provided.
このような製造方法により、熱で破損せず、上記コンタクトプローブの湾曲部を形成するための上記曲面を有する上記犠牲層を簡単に形成することができ、当該犠牲層に電気めっきすることにより、応力集中が起こらない湾曲部を有する上記コンタクトプローブを簡単に形成することができる。従って、片持ち梁構造のコンタクトプローブを基板に対して垂直な方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、簡単な方法で所望の形状、大きさの湾曲部を形成することができる。 By such a manufacturing method, the sacrificial layer having the curved surface for forming the curved portion of the contact probe can be easily formed without being damaged by heat, and by electroplating the sacrificial layer, The contact probe having a curved portion where stress concentration does not occur can be easily formed. Therefore, even when the contact probe having the cantilever structure is laminated by electroplating in a direction perpendicular to the substrate, a curved portion having a desired shape and size can be formed by a simple method.
第2の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程に加え、互いに隣接する上記電極領域及び上記絶縁性領域を露出させる開口部を有するレジスト層を形成するレジスト形成工程を備え、上記犠牲層形成工程は、上記レジスト層の開口部内に犠牲層を形成する。 The contact probe manufacturing method according to the second aspect of the present invention includes a resist formation step of forming a resist layer having an opening exposing the electrode region and the insulating region adjacent to each other, in addition to the above step, and the sacrificial layer. In the forming step, a sacrificial layer is formed in the opening of the resist layer.
このように上記開口部内に上記犠牲層を形成することにより、上記開口部の壁面を用いて形成される上記絶縁性基板に垂直な側面と上記曲面とで囲まれた形状の上記犠牲層や断面形状が半楕円状の上記犠牲層を上記絶縁性基板上の所望の位置に形成することができる。その結果、複数の上記犠牲層を上記絶縁性基板上に形成する場合、上記コンタクトプローブのプローブ基板への固定位置と検査対象物への接触位置に合せて、所望の形状の上記犠牲層を形成することができる。また、1つの上記犠牲層上に複数のコンタクトプローブを形成する場合には、複数のコンタクトプローブを上記犠牲層と共に上記絶縁性基板から剥離して、別途用意したプローブ基板上に上記犠牲層ごと配置させることができる。このようにしてコンタクトプローブをプローブ基板に配置させることにより、間隔を維持させたまま複数のコンタクトプローブをプローブ基板の所定の位置に同時に固定させることができる。 By forming the sacrificial layer in the opening as described above, the sacrificial layer or the cross section having a shape surrounded by the side surface perpendicular to the insulating substrate formed by using the wall surface of the opening and the curved surface. The sacrificial layer having a semi-elliptical shape can be formed at a desired position on the insulating substrate. As a result, when a plurality of the sacrificial layers are formed on the insulating substrate, the sacrificial layer having a desired shape is formed in accordance with the position of the contact probe fixed to the probe substrate and the position of contact with the inspection object. can do. When a plurality of contact probes are formed on one sacrificial layer, the plurality of contact probes are separated from the insulating substrate together with the sacrificial layer, and the sacrificial layers are arranged on a separately prepared probe substrate. Can be made. By arranging the contact probes on the probe substrate in this manner, a plurality of contact probes can be simultaneously fixed at predetermined positions on the probe substrate while maintaining the interval.
第3の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程に加え、互いに隣接する上記犠牲層の上記曲面及び上記絶縁性領域を露出させる長細い開口部を有するプローブ形成用のレジスト層を形成するプローブ用レジスト形成工程を備え、上記プローブ形成工程は、上記曲面が露出する上記開口部内にコンタクトプローブを形成する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a contact probe, wherein in addition to the above steps, a probe forming resist layer having a long and narrow opening exposing the curved surface and the insulating region of the sacrificial layer adjacent to each other is formed. A probe resist forming step, wherein the probe forming step forms a contact probe in the opening where the curved surface is exposed;
このような製造工程により、長細い上記開口部内に上記曲面及び上記絶縁領域を露出させるので、上記開口部の大きさを自由に設定することにより、湾曲部を有する上記コンタクトプローブを所望の長さ、幅及び厚みに形成できる。特に、複数の上記コンタクトプローブが形成可能な大きさの上記犠牲層を形成し、この犠牲層の上記曲面上に複数の長細い上記開口部が配置されるようにプローブ形成用の上記レジスト層を形成することにより、湾曲部を有する複数のプローブを同時に形成できる。しかも、1つの上記犠牲層上に複数のコンタクトプローブを形成する場合、複数の上記開口部の位置をプローブ基板に設ける電極の位置と検査対象物への接触位置とに合わせて上記開口部を形成して複数のコンタクトプローブを同時に形成することができる。このように上記開口部を形成することにより、複数のコンタクトプローブを上記犠牲層と共に上記絶縁性基板から剥離して、別途用意したプローブ基板上に上記犠牲層ごと配置させることができる。従って、上記犠牲層で複数のコンタクトプローブを所定の間隔で保持したままプローブ基板の複数の電極の位置に複数のコンタクトプローブを同時に配置させることができる。 By such a manufacturing process, the curved surface and the insulating region are exposed in the long and narrow opening, so that the contact probe having a curved portion can be formed to a desired length by freely setting the size of the opening. , Width and thickness. In particular, the sacrificial layer having a size capable of forming a plurality of contact probes is formed, and the resist layer for forming the probes is arranged so that the plurality of long and narrow openings are disposed on the curved surface of the sacrificial layer. By forming, a plurality of probes having curved portions can be formed simultaneously. In addition, when a plurality of contact probes are formed on one sacrificial layer, the openings are formed by matching the positions of the plurality of openings with the positions of the electrodes provided on the probe substrate and the positions of contact with the inspection object. Thus, a plurality of contact probes can be formed simultaneously. By forming the opening in this manner, a plurality of contact probes can be peeled off from the insulating substrate together with the sacrificial layer, and can be arranged together with the sacrificial layer on a separately prepared probe substrate. Therefore, a plurality of contact probes can be simultaneously arranged at the positions of the plurality of electrodes on the probe substrate while the plurality of contact probes are held at predetermined intervals by the sacrificial layer.
第4の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程において、上記電極膜形成工程は、導電性のプローブ下地膜を形成することにより、上記絶縁性基板の主面上に上記絶縁性領域を介して上記電極領域と隔てられるプローブ下地領域を形成し、上記プローブ形成工程は、上記犠牲層上に第2導電性材料を電気めっきすることにより、上記犠牲層上に第2導電性材料を堆積させると共に、堆積した金属層を介して上記犠牲層及び上記プローブ下地膜を導通させて、当該プローブ下地膜上にも第2導電性材料を堆積させることにより上記コンタクトプローブを形成する。 In the contact probe manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention, in the above step, the electrode film forming step forms the conductive region on the main surface of the insulating substrate by forming a conductive probe base film. And forming a probe base region separated from the electrode region, and in the probe forming step, the second conductive material is deposited on the sacrificial layer by electroplating the second conductive material on the sacrificial layer. At the same time, the contact probe is formed by conducting the sacrificial layer and the probe base film through the deposited metal layer and depositing the second conductive material on the probe base film.
本発明の製造方法では、上記電極膜とは別に、当該電極膜と絶縁された状態で上記プローブ下地膜を形成し、上記犠牲層上に上記コンタクトプローブを形成していく途中で上記プローブ下地膜上にも上記コンタクトプローブを形成していくことができる。従って、本発明の製造方法によれば、上記コンタクトプローブの湾曲する部分と上記絶縁性基板に固定される部分とを同時に連続して形成していくことができる。 In the manufacturing method of the present invention, apart from the electrode film, the probe base film is formed in a state of being insulated from the electrode film, and the probe base film is formed while the contact probe is formed on the sacrificial layer. The contact probe can also be formed on the top. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, the curved part of the contact probe and the part fixed to the insulating substrate can be formed simultaneously and continuously.
従来では、片持ち梁構造の上記コンタクトプローブは、2次元形状の異なる複数のめっき層を高さ方向に順に積層して形成している。そのためレジスト層の形成、露光及び除去を複数回繰り返し、露光する度に形状の異なるマスクを用いる必要がある。本発明の製造方法では、上記コンタクトプローブの上記基板固定部分の形成とこれに連続する部分の形成を1つのレジスト層、1つのマスクを用いて形成できるので、レジスト層の形成工程及びレジスト除去工程を減らすことができ、マスクも減らすことができるので、製造コストの低廉化が図れる。 Conventionally, the contact probe having a cantilever structure is formed by sequentially laminating a plurality of plating layers having different two-dimensional shapes in the height direction. Therefore, it is necessary to use a mask having a different shape each time the resist layer is formed, exposed and removed a plurality of times and exposed. In the manufacturing method of the present invention, the formation of the substrate fixing portion of the contact probe and the formation of the continuous portion thereof can be formed using one resist layer and one mask. Therefore, the resist layer forming step and the resist removing step Can be reduced and the mask can also be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明の製造方法によれば、上記コンタクトプローブを形成すると同時に上記プローブ下地膜を介して上記コンタクトプローブを上記絶縁性基板に固定することができる。従って、上記絶縁性基板をプローブ基板とする場合には、このプローブ基板に上記コンタクトプローブを形成すると同時に固定することができるので、上記コンタクトプローブを1本ずつわざわざ上記プローブ基板に固定する作業を不要にでき、製造コストをさらに低廉にすることができる。 According to the manufacturing method of the present invention, the contact probe can be fixed to the insulating substrate through the probe base film simultaneously with the formation of the contact probe. Therefore, when the insulating substrate is used as a probe substrate, the contact probe can be fixed to the probe substrate at the same time, so that it is unnecessary to fix the contact probes to the probe substrate one by one. The manufacturing cost can be further reduced.
第5の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程に加え、上記絶縁性領域を挟んで設けられる上記電極領域及び上記プローブ下地領域を露出させる細長い開口部を有するレジスト層を形成するレジスト形成工程を備え、上記電極膜形成工程は、上記犠牲層を形成する導電性材料の電気めっき液及びエッチング液に溶けない導電性材料で上記プローブ下地膜を形成し、上記犠牲層形成工程は、上記電極領域が露出する上記開口部内に上記曲面を有する犠牲層を形成し、上記プローブ形成工程は、上記犠牲層が形成された上記開口部内にコンタクトプローブを形成する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a contact probe, wherein in addition to the above steps, a resist layer is formed to form a resist layer having an elongated opening that exposes the electrode region and the probe base region provided across the insulating region. The electrode film forming step includes forming the probe base film with a conductive material that is insoluble in an electroplating solution and an etching solution of the conductive material that forms the sacrificial layer, and the sacrificial layer forming step includes: A sacrificial layer having the curved surface is formed in the opening where the electrode region is exposed, and the probe forming step forms a contact probe in the opening in which the sacrificial layer is formed.
このような製造方法により、上記開口部内で、上記犠牲層を形成した後に、当該犠牲層及び上記プローブ下地膜上に湾曲部と上記絶縁性基板への固定部とを有する上記コンタクトプローブを形成することができる。従って、上記電極領域及び上記プローブ下地領域が露出する上記開口部を有する1つのレジスト層を形成するだけで、上記犠牲層と湾曲部を有する上記コンタクトプローブとを形成することができる。その結果、上記犠牲層を形成するためのレジスト層と上記コンタクトプローブを形成するためのレジスト層を共通させることができるし、上記犠牲層を形成するための導電性材料の使用量も減らすことができ、製造コストの低廉化が図れる。 By such a manufacturing method, after forming the sacrificial layer in the opening, the contact probe having a curved portion and a fixed portion to the insulating substrate is formed on the sacrificial layer and the probe base film. be able to. Therefore, the contact probe having the sacrificial layer and the curved portion can be formed only by forming one resist layer having the opening from which the electrode region and the probe base region are exposed. As a result, the resist layer for forming the sacrificial layer and the resist layer for forming the contact probe can be made common, and the amount of conductive material used for forming the sacrificial layer can be reduced. The manufacturing cost can be reduced.
第6の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程に加え、上記絶縁性領域を挟んで設けられる上記犠牲層の上記曲面及び上記プローブ下地膜を露出させる長細い開口部を有するプローブ形成用のレジスト層を形成するプローブ用レジスト形成工程を備え、上記プローブ形成工程は、上記曲面及びプローブ下地膜が露出する上記開口部内にコンタクトプローブを形成する。 A contact probe manufacturing method according to a sixth aspect of the present invention is a probe forming method comprising: the curved surface of the sacrificial layer provided across the insulating region; and a long and narrow opening that exposes the probe base film in addition to the above steps. A probe resist forming step for forming a resist layer, wherein the probe forming step forms a contact probe in the opening where the curved surface and the probe base film are exposed.
このような製造方法により、長細い上記開口部内に上記曲面及び上記プローブ下地膜を露出させて上記コンタクトプローブを形成するので、上記コンタクトプローブは、湾曲部と上記絶縁性基板への固定部とを同じレジスト層の上記開口部を用いて同時に形成でき、製造コストの低廉化が図れる。特に、複数の上記コンタクトプローブが形成可能な大きさの上記犠牲層を形成し、この犠牲層の上記曲面上に複数の長細い上記開口部が配置されるようにプローブ形成用の上記レジスト層を形成することにより、湾曲部を有する複数のプローブを同時に形成できるとともに、上記絶縁性基板に同時に固定することができる。 By such a manufacturing method, the curved surface and the probe base film are exposed in the long and narrow opening to form the contact probe. Therefore, the contact probe has a curved portion and a fixing portion to the insulating substrate. The openings can be simultaneously formed using the openings of the same resist layer, and the manufacturing cost can be reduced. In particular, the sacrificial layer having a size capable of forming a plurality of contact probes is formed, and the resist layer for forming the probes is arranged so that the plurality of long and narrow openings are disposed on the curved surface of the sacrificial layer. By forming, a plurality of probes having curved portions can be formed at the same time and can be simultaneously fixed to the insulating substrate.
第7の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程に加え、上記犠牲層除去工程は、複数の上記コンタクトプローブを導通させる上記プローブ下地膜を部分的に除去することにより、各上記コンタクトプローブ毎に、当該コンタクトプローブの下に形成された上記プローブ下地膜を分離する。 In the contact probe manufacturing method according to the seventh aspect of the present invention, in addition to the above steps, the sacrificial layer removing step may include removing each of the contact probes by partially removing the probe base film that makes the plurality of contact probes conductive. Each time, the probe base film formed under the contact probe is separated.
このような製造方法により、上記プローブ下地膜を複数の上記コンタクトプローブを導通させ、かつ、上記絶縁性基板に設ける複数の電極を導通させるように形成しておいて、最終的に上記プローブ下地膜を部分的に除去することにより、各コンタクトプローブの導通を遮断することが可能となる。その結果、上記プローブ下地膜を個々の電極の位置に合わせて個別に形成する場合に比べて上記プローブ下地膜の位置合わせを容易に行うことができる。 By such a manufacturing method, the probe base film is formed so as to conduct the plurality of contact probes and the plurality of electrodes provided on the insulating substrate, and finally the probe base film is formed. It is possible to cut off the conduction of each contact probe by partially removing. As a result, the probe base film can be easily aligned as compared with the case where the probe base film is individually formed in accordance with the position of each electrode.
また、上記プローブ下地膜を個々の電極の位置に合わせて個別に形成する場合には、これらプローブ下地膜の位置に合わせて、上記レジスト層の上記細長い開口部を形成しなければならないので、上記細長い開口部の位置合わせも困難となる。本発明の製造方法によれば、広い面積の上記プローブ下地膜に合わせて上記細長い開口部を複数形成することが可能となるので、上記細長い開口部の位置合わせを簡単に行うことができ、しかも、上記コンタクトプローブを上記プローブ下地膜を介して上記絶縁性基板の電極に確実に導通させることができる。 Further, when the probe base film is individually formed in accordance with the position of each electrode, the elongated opening of the resist layer must be formed in accordance with the position of the probe base film. It becomes difficult to align the elongated openings. According to the manufacturing method of the present invention, a plurality of the elongated openings can be formed in accordance with the probe base film having a large area, so that the alignment of the elongated openings can be easily performed. The contact probe can be reliably conducted to the electrode of the insulating substrate through the probe base film.
さらに、上記プローブ下地膜を個々の電極の位置に合わせて個別に形成する場合、何れかの上記細長い開口部において、上記犠牲層と上記プローブ下地膜との間の絶縁性領域の長さが他の上記細長い開口部内での長さよりも長くなってしまう場合がある。そのような場合には、上記犠牲層上に形成された上記金属層が上記プローブ下地膜と導通するまでに時間を要し、均一な厚みのコンタクトプローブが形成できない。本発明によれば、何れかの上記細長い開口部内において、上記金属層が上記プローブ下地膜に導通することにより、この導通した上記プローブ下地膜が露出している全ての上記細長い開口部内において、当該プローブ下地膜上に導電性材料が同時に堆積していくので、各上記コンタクトプローブの厚みをほぼ均一に形成することができる。 Further, when the probe base film is individually formed in accordance with the position of each electrode, the length of the insulating region between the sacrificial layer and the probe base film in any of the elongated openings is different. May be longer than the length in the elongated opening. In such a case, it takes time until the metal layer formed on the sacrificial layer is electrically connected to the probe base film, and a contact probe with a uniform thickness cannot be formed. According to the present invention, in any one of the elongated openings, the metal layer is electrically connected to the probe base film, so that the conductive probe base film is exposed in all of the elongated openings. Since the conductive material is deposited simultaneously on the probe base film, the thickness of each contact probe can be formed substantially uniformly.
本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、片持ち梁構造のコンタクトプローブを高さ方向である基板に対して垂直な方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、熱で破損せず、上記コンタクトプローブの湾曲部を形成するための上記曲面を有する上記犠牲層を簡単に形成することができ、当該犠牲層に電気めっきすることにより、応力集中が起こらない湾曲部を有する上記コンタクトプローブを簡単に形成することができる。 According to the method for manufacturing a contact probe according to the present invention, even when a contact probe having a cantilever structure is formed by laminating by electroplating in a direction perpendicular to a substrate which is a height direction, it is not damaged by heat, The sacrificial layer having the curved surface for forming the curved portion of the contact probe can be easily formed, and the contact probe having the curved portion where stress concentration does not occur by electroplating the sacrificial layer. It can be easily formed.
実施の形態1.
以下、本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法の実施の形態1について図面に基づいて説明する。
Hereinafter, a first embodiment of a contact probe manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔プローブ装置〕
図1は、本発明の実施の形態によるプローブカード110を含むプローブ装置100の概略構成の一例を示した図であり、プローブ装置100の内部の様子が示されている。このプローブ装置100は、プローブカード110と、検査対象物102が載置される可動ステージ103と、可動ステージ103を昇降させる駆動装置104と、可動ステージ103及び駆動装置104が収容される筐体105とにより構成される。[Probe device]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
検査対象物102は、半導体ウエハなどの半導体装置からなり、複数の電子回路(図示せず)が形成されている。可動ステージ103は、水平な載置面を有する載置台であり、駆動装置104の駆動により、検査対象物102を載置面上に載置させた状態で鉛直方向に上昇又は下降するようになっている。筐体105は、上部中央部に開口部が形成されており、この開口部を封鎖するように、プローブカード110が取り付けられる。また、可動ステージ103は、この開口部の下方に配置される。 The
〔プローブカード〕
図2(a)及び(b)は、図1のプローブ装置100におけるプローブカード110の構成例を示した図であり、図中の(a)は、検査対象物102側(図1の下方側)から見た平面図であり、図中の(b)は、側面図である。[Probe card]
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a configuration example of the
プローブカード110は、筐体105の開口部に取り付けられるメイン基板106と、メイン基板106に保持される矩形状のプローブ基板107と、プローブ基板107上に固着された複数のコンタクトプローブ1とを備えている。 The
メイン基板106は、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子161を有している。例えば、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板106として用いられる。このメイン基板106は、その周辺部が筐体105の開口部の周縁で保持されて水平に支持される。 The
プローブ基板107は、メイン基板106の下方に配置され、メイン基板106に支持される。さらに、プローブ基板107は、連結部材108に電気的に接続され、この連結部材108をメイン基板106のコネクタ162に接続するようになっている。このプローブ基板107は、メイン基板106よりも小さい矩形をしており、基板上に配線パターンが形成されている。配線パターンは、電源供給線、グランド線及び信号線の各配線パターンで形成されている。なお、検査対象物102がシリコンウエハからなる場合には、シリコンなどの単結晶基板でプローブ基板107を構成することが好ましい。このように、プローブ基板107をシリコン基板で構成することにより、プローブ基板107と検査対象物102との熱膨張の状態を近づけることができる。 The
連結部材108は、メイン基板106及びプローブ基板107を連結し、導電線としてメイン基板106とプローブ基板107とにそれぞれ形成されている配線間を導通させている。ここでは、ポリイミドを主成分とする可撓性を有するフィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント回路基板(FPC)が連結部材108として用いられている。このフレキシブル基板は、その一端がプローブ基板107の周辺部に固着され、他端は着脱可能なコネクタ162を介してメイン基板106に連結されている。 The connecting
本実施形態では、プローブ基板107には多数の電極パッドが形成され、各電極パッドにコンタクトプローブ1が接合されることにより、プローブ基板107上に多数のコンタクトプローブ1が形成される。プローブ基板107は、上記したように、連結部材108を介してテスター装置に接続されたメイン基板106に導通しており、当該メイン基板106とともにプローブカードを構成する。検査時には、駆動装置104によって可動ステージ103を上昇させて、半導体ウエハにコンタクトプローブ1を接触させることにより、テスター装置と半導体ウエハとの間で各コンタクトプローブ1を介して信号が入出力されて、半導体ウエハの電気的特性の検査が行われる。 In the present embodiment, a large number of electrode pads are formed on the
〔コンタクトプローブ〕
コンタクトプローブ1は、図1及び図2に示すように、検査対象物102上に形成された微細な電極パッド121に対し、弾性的に当接させるプローブ(探針)である。各コンタクトプローブ1は、プローブ基板107における一方の主面上に整列配置されて固着されている。各コンタクトプローブ1は、各コンタクトプローブ1が固着されたプローブ基板107の主面が鉛直方向下側に向けて配置されることにより、可動ステージ103に配置された検査対象物102と対向させている。〔Contact probe〕
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3は、コンタクトプローブ1の側面図である。コンタクトプローブ1は、検査対象物102上の電極パッド121に当接させるコンタクト部2と、一端がプローブ基板107に固定され、他端にコンタクト部2が突設されるビーム部3とにより構成される。 FIG. 3 is a side view of the
ビーム部3は、その一端部がプローブ基板107に固着される片持ち梁(カンチレバー)からなる。即ち、このビーム部3は、プローブ基板107に固着される基板固定部31と、この基板固定部31からプローブ基板107に対して湾曲しながら立ち上がってプローブ基板107に平行して延びる弾性変形部32とから構成される。さらに、基板固定部31は、プローブ基板107との対向面側の一部が後記するプローブ下地膜5で形成されている。 The
このビーム部3は、基板固定部31を固定端とし、この固定端に対する弾性変形部32の他端側を自由端として、この弾性変形部32の自由端に検査対象物102側から荷重がかかることにより、この弾性変形部32を弾性変形させる。本実施形態では、可動ステージ103をプローブカード110に向けて上昇させて、ビーム部3の自由端部を検査対象物102で押圧することにより、ビーム部3の弾性変形部32を弾性変形させることができる。 The
コンタクト部2は、ビーム部3の自由端部における検査対象物102に対向する面上に突出させて形成されたコンタクトチップにより構成されている。このコンタクトチップは端面が五角形の柱状体からなる。このコンタクト部2の検査対象物102と対向する面をこの検査対象物102の電極パッド121と当接する当接面としている。 The contact portion 2 is configured by a contact chip formed so as to protrude on the surface of the free end portion of the
本実施形態のプローブカード110では、複数のコンタクトプローブ1がプローブ基板107上にビーム幅方向に所定のピッチで配置されると共に、このようなピッチで配置されるコンタクトプローブ1の列が、ビーム先端が対向するように2列形成されている。本実施形態では、矩形のプローブ基板107の何れか1辺に平行な方向を配列方向として、コンタクトプローブ1の列が形成されている。なお、各コンタクトプローブ1の間隔は、検査対象物102上に形成されている電極パッド121間のピッチに応じて定められる。 In the
そして、各コンタクトプローブ1は、プローブ基板107、連結部材108、メイン基板106に形成される各配線を介してメイン基板106の外部端子161と導通しており、コンタクトプローブ1のコンタクト部2を検査対象物102の微小な電極パッド121に当接させることによって、この検査対象物102をテスター装置と導通させることができる。 Each
〔コンタクトプローブの構成材料〕
次に、コンタクトプローブ1の各構成部分の材料について説明する。コンタクトプローブ1は、抵抗値が低いほど望ましいことから、コンタクトプローブの各構成部分は、導電率の高い材料で構成されている必要がある。このような高導電性材料には、例えば、銀(Ag)、銅(Cu)、金銅合金(Au−Cu)、ニッケル(Ni)、パラジウムニッケル合金(Pd−Ni)、ニッケルコバルト合金(Ni−Co)、ニッケルタングステン(Ni−W)、白金(Pt)、金(Au)、ロジウム(Rh)などがある。[Component materials of contact probe]
Next, the material of each component of the
また、コンタクトプローブ1のコンタクト部2は、検査対象物102の電極パッド121に繰り返し当接させるため高い耐磨耗性が要求され、しかも当接させるたびに、電極パッド121の表面を引掻いて表面のゴミや酸化膜等を除去することが求められる。そこで、コンタクト部を形成するために用いられる導電性材料としては、例えば、ロジウム(Rh)、パラジウムコバルト合金(Pd−Co)などの高耐磨耗性の導電性材料が挙げられる。なお、本実施形態では、コンタクト部2をロジウム(Rh)を用いて形成している。 Further, since the contact portion 2 of the
〔コンタクトプローブの製造プロセス〕
図4から図6は、図3に示したコンタクトプローブ1の製造プロセスの一例を示した図である。コンタクトプローブ1は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて作製される。MEMS技術とは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作成する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、上記犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を作製する技術である。[Contact probe manufacturing process]
4 to 6 are views showing an example of a manufacturing process of the
このような犠牲層を含む各層の形成処理には、周知のめっき技術を利用することができる。例えば、陰極としての基板と、陽極としての金属片とを電解液中に浸し、両電極間に電圧を印加することにより、電解液中の金属イオンを基板表面に付着させることができる。このような処理は電気めっき処理と呼ばれている。このような電気めっき処理は、基板を電解液に浸すウエットプロセスであるため、めっき処理後は乾燥処理が行われる。また、乾燥後には、研磨処理などによって積層面を平坦化させる平坦化処理が必要に応じて行われる。 A well-known plating technique can be used for forming each layer including the sacrificial layer. For example, by immersing a substrate as a cathode and a metal piece as an anode in an electrolytic solution and applying a voltage between both electrodes, the metal ions in the electrolytic solution can be attached to the substrate surface. Such a process is called an electroplating process. Since such an electroplating process is a wet process in which the substrate is immersed in an electrolytic solution, a drying process is performed after the plating process. Further, after drying, a flattening process for flattening the laminated surface by a polishing process or the like is performed as necessary.
図4(a)〜(f)は、絶縁性基板であるプローブ基板107上に電極膜6を形成する電極膜形成工程を示している。なお、この電極膜形成工程には、絶縁膜4を形成する工程、プローブ下地膜5を形成する工程、第1レジスト形成工程及び第2レジスト形成工程を含んでいる。 FIGS. 4A to 4F show an electrode film forming process for forming the
まず、図4(a)に示すように、プローブ基板107上に、二酸化珪素(SiO2)からなる絶縁膜4を形成する。さらに、この絶縁膜4の上に銅(Cu)以外の導電性材料で、かつ、銅のめっき液及び銅をエッチングする液に溶けない導電性材料でプローブ下地膜5を形成する。絶縁膜4及びプローブ下地膜5は、スパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。First, as shown in FIG. 4A, the insulating
このプローブ下地膜5を形成する導電性材料としては、例えば、ニッケルコバルト合金(Ni−Co)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、金(Au)、ニッケル(Ni)などが好ましい。特に、コンタクトプローブ1のビーム部3を構成する材料と同じ材料を用いることにより、電気めっきにより形成されたプローブの金属層と一体となり、このプローブ下地膜5をコンタクトプローブ1の一部とすることができる。 Examples of the conductive material for forming the
そして、図4(b)に示すように、さらにプローブ下地膜5上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第1レジスト層71を形成する。その後、この第1レジスト層71の表面を選択的に露光することにより、第1レジスト層71を部分的に除去する。この第1レジスト層71を形成する工程が上記第1レジスト形成工程となる。 Then, as shown in FIG. 4B, a photoresist made of a photosensitive organic material is further applied on the
このようにして第1レジスト層71が除去された部分に対して、図4(c)に示すように、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、第1レジスト層71が残っている部分を除いたプローブ下地膜5を除去する。そして、第1レジスト層71を除去することにより、プローブ基板107上に、部分的にプローブ下地膜5が形成された状態になる。このプローブ下地膜5は、図7のプローブ基板107の平面図に示すように、長尺な方形状に形成されている。なお、図示していないが、コンタクトプローブ1をプローブ基板107に固定する場合には、このプローブ基板107上に形成される複数の電極を覆うように形成することが好ましい。 As shown in FIG. 4C, the portion where the first resist
次に、図4(d)に示すように、絶縁膜4及びプローブ下地膜5上に銅(Cu)で電極膜6を形成する。この電極膜6もスパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。 Next, as shown in FIG. 4D, an
そして、図4(e)に示すように、電極膜6上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第2レジスト層72を形成する。その後、この第2レジスト層72の表面を選択的に露光することにより、第2レジスト層72を部分的に除去する。この第2レジスト層72を形成する工程が上記第2レジスト形成工程となる。 Then, as shown in FIG. 4E, a second resist
このようにして第2レジスト層72が除去された部分に対して、図4(f)に示すように、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、第2レジスト層72が残っている部分を除いた電極膜6を除去する。そして、第2レジスト層72を除去することにより、プローブ基板107上には、図7のプローブ基板107の平面図に示すように、電極膜6で構成される電極領域61と、プローブ下地膜5で構成されるプローブ下地領域51と、露出する絶縁膜4で構成される絶縁性領域41とが形成される。本実施形態では、プローブ下地領域51の周りに絶縁性領域41を挟んで電極領域61が形成され、この電極領域61は絶縁性領域41によりプローブ下地領域51と絶縁された状態になっている。 As shown in FIG. 4F, the portion where the second resist
図5(a)は、互いに隣接する電極領域61及び絶縁性領域41を露出させる第1開口部73aを有する第3レジスト層73を形成する第3レジスト形成工程を示している。まず、プローブ基板107の全面に感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第3レジスト層73を形成する。その後、この第3レジスト層73の表面を選択的に露光することにより、第3レジスト層73を部分的に除去する。残った第3レジスト層73は、図8のプローブ基板107の平面図に示すように、プローブ下地膜5の全てと、絶縁膜4及び電極膜6の一部を覆った状態になる。 FIG. 5A shows a third resist forming step of forming a third resist
第3レジスト層73を部分的に除去することにより、第1開口部73aが形成される。この第1開口部73a内には、電極膜6と絶縁膜4とが隣接した状態で露出される。図8では、電極領域61と絶縁性領域41との境界線が第1開口部73a内に直線上に現れている。 By removing the third resist
図5(b)〜(c)は、電極膜6上に導電性材料を電気めっきすることにより、絶縁性領域41から立ち上がり、電極領域61に向かって曲がる曲面を有する犠牲層8を形成する犠牲層形成工程を示している。 FIGS. 5B to 5C show a sacrifice in which a
上記した図5(a)及び図8の状態から、電極膜6に電圧を印加することにより、図5(b)に示すように、電極膜6の上面に銅(Cu)を電気めっきしていく。このとき、電極膜6の上面だけでなくエッチング面である端面にも銅がめっきされて堆積されていき、銅めっきが電極膜6の上面からオーバーフローし、電極膜6の上面及び端面を覆うだけでなく、絶縁膜4の一部の上にも形成された状態になる。このようにして銅を電気めっきすることにより図5(b)に示すような曲面を有する犠牲層8が形成される。 By applying a voltage to the
具体的には、この犠牲層8は、絶縁膜4から立ち上がって、電極膜6に向かって曲がる曲面を有するように形成される。犠牲層8は、プローブ下地膜5に接触しないように、プローブ下地膜5との間に僅かに絶縁膜4が露出するように形成される。犠牲層8が形成された後、図5(c)に示すように、第3レジスト層73を除去する。 Specifically, the
本実施の形態では、犠牲層8は、図8に示すように、平面視が矩形状になるように形成し、その一辺に曲面を形成し、他の三辺に垂直な側面を形成したが、対向する二辺に曲面を形成し、他の二辺に垂直な側面を形成して、断面形状が半楕円状になるように犠牲層8を形成するようにしてもよい。この場合、第1開口部73a内において電極膜6が絶縁性領域41で挟まれるように電極膜6を形成し、さらに、その絶縁性領域41の外側にプローブ下地領域51を形成する。このように犠牲層8に曲面を2箇所形成する場合には、ビーム部3のコンタクト部2が形成される自由端が、犠牲層8の中央部で対向するようにコンタクトプローブ1を形成する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
図5(d)は、互いに隣接する犠牲層8及び絶縁性領域41を露出させる長細い第2開口部74aを複数有するプローブ形成用の第4レジスト層74を形成するプローブ用レジスト形成工程である。プローブ基板107上に、再びフォトレジストが塗布されることにより第4レジスト層74が形成され、その第4レジスト層74の表面が選択的に露光されることにより、第4レジスト層74の一部が除去され、長細い第2開口部74aが複数形成される。 FIG. 5D shows a probe resist forming step of forming a fourth resist
残った第4レジスト層74により、図9のプローブ基板107の平面図に示すように、プローブ下地膜5、絶縁膜4及び電極膜6の一部が覆われると共に、コンタクトプローブ1のビーム部3の形状に合わせた細長い第2開口部74aが所定の間隔をおいて複数形成される。これら第2開口部74a内には、犠牲層8とプローブ下地膜5とが絶縁性領域41を挟んだ状態で露出される。 The remaining fourth resist
本実施の形態では、図9に示すように、犠牲層8が第2開口部74aの長手方向の一方側で露出し、プローブ下地膜5が長手方向他方側で露出し、犠牲層8とプローブ下地膜5との間に僅かに絶縁膜4が露出して、上記犠牲層8の曲面が絶縁膜4から立ち上がって第2開口部74aの長手方向他方側から長手方向一方側に向かって曲がるように第2開口部74aを形成している。さらに、本実施の形態では、図9に示すように、1つの犠牲層8及びプローブ下地膜5上に複数の第2開口部74aが形成されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the
図5(e)及び図6(a)〜(d)は、コンタクトプローブ1を形成するプローブ形成工程を示している。図5(e)に示すように、犠牲層8に電圧を印加することにより、各第2開口部74a内においてニッケルコバルト合金(Ni−Co)を犠牲層8上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、犠牲層8上にニッケルコバルト合金が堆積されてプローブ金属層91が形成されていく。 FIGS. 5E and 6A to 6D show a probe formation process for forming the
そして、このプローブ金属層91が、プローブ下地膜5に接触するまで成長すると、プローブ金属層91とプローブ下地膜5とが導通し、このプローブ下地膜5上にもニッケルコバルト合金が堆積されてプローブ金属層91が犠牲層8からプローブ下地膜5に亘って連続して形成される。このプローブ金属層91の形成により、ビーム部3の基板固定部31と弾性変形部32に相当するプローブ金属層91が形成される。 Then, when the
本実施の形態では、第4レジスト層74に形成した第2開口部74a内に、ビーム部3の基板固定部31と弾性変形部32とを同時に形成することができるので、基板固定部31を形成するためのレジスト層と弾性変形部32を形成するためのレジスト層を形成する必要がなくなる。その結果、レジスト層を形成する工程とレジストを除去する工程を減らすことができるとともに、レジストを露光するためのマスクも減らすことができるので、製造コストを低廉にできる。 In the present embodiment, since the
プローブ金属層91が形成された後は、図6(a)に示すように、第4レジスト層74を除去する。次に、図6(b)に示すように、再びフォトレジストが塗布されることにより第5レジスト層75が形成され、その第5レジスト層75の表面が選択的に露光されることにより、第5レジスト層75の一部が除去される。図6(b)では、コンタクト部2に相当する領域についてレジストの除去行い、第3開口部75aが形成される。 After the
次に、図6(c)に示すように、第3開口部75a内に、ロジウム(Rh)を電気めっきすることにより、コンタクトチップ層92が形成される。このコンタクトチップ層92の上面は、平滑な面にする必要があるので、図6(d)に示すように、第5レジスト層75とともに、コンタクトチップ層92を研磨して、コンタクトチップ層92の上面を平坦にする。このコンタクトチップ層92がコンタクト部2を構成する。 Next, as shown in FIG. 6C, the
そして、図6(e)に示すように、プローブ基板107の第5レジスト層75を除去し、その後、犠牲層8と電極膜6とを除去する。さらに、その後、プローブ基板107上で露出しているプローブ下地膜5をドライエッチングにより除去して、コンタクトプローブ1毎に、コンタクトプローブ1の下に形成されたプローブ下地膜5を分離する。プローブ金属層91で覆われているプローブ下地膜5は残された状態になっている。このようにプローブ下地膜5が分離されることにより、各コンタクトプローブ1が導通しないようにプローブ基板107上に固定されたコンタクトプローブ1が得られる。この工程が、犠牲層除去工程となる。 Then, as shown in FIG. 6E, the fifth resist
本実施の形態では、電極膜6を絶縁性領域41と隣接するように形成し、この電極膜6に電気めっきすることにより、電極膜6の上面から絶縁性領域41に銅めっきがオーバーフローした状態になって、犠牲層8に上記した曲面を簡単に形成することができる。しかも、犠牲層8の高さや曲面の大きさも自由に設定することができる。さらに、犠牲層8は全て同じ導電性材料で形成されるので、製造工程中の温度上昇により犠牲層8が破損することはなくなる。 In the present embodiment, the
そして、犠牲層8に電気めっきすることにより、湾曲部を有するコンタクトプローブ1を簡単に形成することができる。このように、片持ち梁構造のコンタクトプローブ1を基板に対して垂直な方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、簡単な方法で所望の形状、大きさの湾曲部を形成することができる。 The
以上の構成を有するプローブ装置100を用いて、検査対象物102の電気的特性試験を行う際には、まず、筐体105内の可動ステージ103上に検査対象物102を取り付け、各コンタクトプローブ1がプローブ基板107の下面に配置された状態で、プローブカード110を筐体105に取り付ける。 When performing an electrical characteristic test of the
そして、各コンタクトプローブ1がそれぞれ検査対象物102上の電極パッド121と対向するように、検査対象物102に対するプローブカード110のプローブ基板107の位置合わせを行う。検査対象物102及びプローブカード110が適切に位置合わせされた状態で可動ステージ103を上昇させることにより、プローブ基板107に検査対象物102が接近し、コンタクトプローブ1のコンタクト部2の当接面に当該検査対象物102上の電極パッド121が当接する(このとき面接触状態となる。)。 Then, the
そして、さらに可動ステージ103を上昇させることにより、コンタクト部2に荷重がかかり、ビーム部3の弾性変形部32が弾性変形する。このとき、ビーム部3には屈曲部が形成されず湾曲した形状となっているので、ビーム部3の変形箇所の一部に応力が集中することがなくなる。 Then, by further raising the
実施の形態2.
上記した実施の形態1では、単に、プローブ基板107上に直接コンタクトプローブ1を固着した状態で形成する場合について説明した。本実施の形態2では、図10〜図12に示すように、コンタクトプローブ1をプローブ基板107上に形成することにより、プローブ基板107に形成する配線172にプローブ下地膜5を介してコンタクトプローブ1を接続させた状態にできるコンタクトプローブの製造方法について説明する。Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the case where the
本実施の形態のコンタクトプローブ1は、上記した実施の形態1と同じ材料で形成されとともに、プローブ下地膜5、電極膜6及び犠牲層8も上記した実施の形態1と同じ材料を用いる。しかも、本実施の形態のコンタクトプローブ1は、上記した実施の形態1と同じ製造工程で製造する。上記した実施の形態1と異なる点は、プローブ基板107の構成と、プローブ下地膜5の形状と、コンタクトプローブ1の基板固定部31の形状とが異なるだけである。同じ構成部分については同じ符号を付し、同じ符合及び同じ製造工程については説明を省略する。 The
プローブ基板107は、基板本体171と、この基板本体171の主面上に形成される配線172と、基板本体171の主面を配線172と共に覆う樹脂絶縁層173で構成される。配線172は、本実施の形態2では、金(Au)を用いた配線で構成されている。さらに、樹脂絶縁層173は、本実施の形態2では、ポリイミドにより形成されている。なお、プローブ基板107は、基板本体171と樹脂絶縁層173とを順次積層させたものであってもよい。この場合、プローブ基板107は、各樹脂絶縁層173に配線172が設けられた状態になっている。 The
このように構成されたプローブ基板107に対して、図10(a)に示すように、樹脂絶縁層173上に二酸化珪素(SiO2)からなる絶縁膜4を形成する。そして、配線172の一部が露出するように、樹脂絶縁層173と絶縁膜4とを貫通する穴174をドライエッチングにより形成している。このドライエッチングは、絶縁膜4上にレジスト層を形成し、穴を形成する箇所だけレジストを除去した後に行う。As shown in FIG. 10A, the insulating
そして、レジスト層を全て除去した後、図10(a)に示すように、プローブ下地膜5を形成する。そして、図10(b)に示すように、さらにプローブ下地膜5上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第1レジスト層71を形成する。その後、この第1レジスト層71の表面を選択的に露光することにより、第1レジスト層71を部分的に除去する。 Then, after removing all the resist layers, a
このようにして第1レジスト層71が除去された部分に対して、図10(c)に示すように、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、第1レジスト層71が残っている部分を除いたプローブ下地膜5を除去する。そして、第1レジスト層71を除去することにより、プローブ基板107上に、部分的にプローブ下地膜5が形成された状態になる。このプローブ下地膜5は、プローブ基板107の穴174に対応した位置に形成され、穴174の内面及び配線172の露出面も覆うように形成されている。そして、プローブ下地膜5は、この穴174の形状に沿って凹んだ状態になっている。 As shown in FIG. 10C, the portion where the first resist
その後の製造工程は、図10(d)〜図12(d)に示す製造工程を行う。図10(d)〜図12(d)に示す製造工程は、上記した実施の形態1の図4(d)〜図6(d)に対応しており、図10(d)は、上記した実施の形態1の図4(d)に対応し、順次、図10(e)が図4(e)に、図10(f)が図4(f)にと対応する。 Subsequent manufacturing steps are performed as shown in FIGS. 10 (d) to 12 (d). The manufacturing steps shown in FIGS. 10 (d) to 12 (d) correspond to FIGS. 4 (d) to 6 (d) of the first embodiment described above, and FIG. 10 (d) is described above. Corresponding to FIG. 4D of the first embodiment, FIG. 10E sequentially corresponds to FIG. 4E, and FIG. 10F corresponds to FIG.
そして、図12(e)に示すように、プローブ基板107の第5レジスト層75を除去し、その後、犠牲層8と電極膜6とを除去する。さらに、その後、プローブ基板107上で露出しているプローブ下地膜5をドライエッチングにより除去して、コンタクトプローブ1毎に、コンタクトプローブ1の下に形成されたプローブ下地膜5を分離する。プローブ金属層91で覆われているプローブ下地膜5は残された状態になっている。 Then, as shown in FIG. 12E, the fifth resist
このようにプローブ下地膜5が分離されることにより、各コンタクトプローブ1が導通しないようにプローブ基板107上に固定されたコンタクトプローブ1が得られる。プローブ金属層91は、プローブ下地膜5を介してプローブ基板107の配線172と接続された状態になっている。 By separating the
本実施の形態2では、コンタクトプローブ1を形成することにより、同時に、コンタクトプローブ1がプローブ基板107の配線172に接続された状態で、このプローブ基板107に固定された状態にすることができる。その結果、コンタクトプローブ1を個別にプローブ基板107の電極に固着していく作業を行う必要がなくなり、製造工程の短縮化が図れるし、コンタクトプローブ1のビーム部3における基板固定部31が穴174の内面及び配線172に接触して凹んだ形状になるため、基板固定部31をプローブ基板107へ強固に固定することができる。 In the second embodiment, by forming the
実施の形態3.
上記した各実施の形態では、第3レジスト層73の第1開口部73a内で犠牲層8を形成し、第4レジスト層74に形成した第2開口部74a内でコンタクトプローブ1を形成するようにした。一方、本実施の形態3では、上記した実施の形態1における電極膜6の形成工程(図4(f))の後に、図13の製造工程図に示すレジスト形成工程と、犠牲層形成工程と、プローブ形成工程とを順次行うようにしている。
In each of the above-described embodiments, the
本実施の形態では、上記した各実施の形態の第3レジスト層73の形成及びレジスト除去の工程を省き、パターニングされた電極膜6の上に、図13(a)に示すように、第4レジスト層74を形成した後、電極膜6とプローブ下地膜5とを絶縁膜4を挟んで露出させるようにレジスト除去を行って第2開口部74aを形成する。 In the present embodiment, the steps of forming the third resist
そして、図13(b)に示すように、この第2開口部74a内で、犠牲層8をプローブ下地膜5に接触しないように上記実施の形態1と同様の方法で形成する。なお、犠牲層8を形成するために銅の電気めっきを行うが、プローブ下地膜5は、銅のめっき液に溶けない導電性材料で形成しているので、めっき液中にさらされても変化は生じない。 Then, as shown in FIG. 13B, the
犠牲層8を形成した後は、図13(c)に示すように、この犠牲層8とプローブ下地膜5との上にプローブ金属層91を上記実施の形態1と同様の方法で形成する。そして、プローブ金属層91を形成した後は、上記した実施の形態1の図6(a)〜(e)までの工程である第4レジスト層74の除去、第5レジスト層75の形成、第3開口部75aの形成、コンタクトチップ層92の形成、研磨、そして、犠牲層8及び電極膜6の除去の工程を行う。 After the
本実施の形態では、犠牲層8とプローブ金属層91とを同じ第2開口部74a内で形成するので、レジスト層を形成する工程とレジストを除去する工程を、上記実施の形態1よりも減らすことができるとともに、レジストを露光するためのマスクも減らすことができるので、製造コストをさらに低廉にすることができる。 In this embodiment, since the
なお、上記した各実施の形態では、コンタクトプローブ1を形成しながら、プローブ基板107上に直接コンタクトプローブ1を固定する場合の例について説明したが、本発明の湾曲部を有するコンタクトプローブの製造方法は、これらの実施の形態に限らず、別途用意した絶縁性基板上にコンタクトプローブ1を形成して、このコンタクトプローブを絶縁性基板から最終的に剥離する場合にも適用できる。コンタクトプローブを絶縁性基板から最終的に剥離する場合には、例えば、1つの犠牲層上に複数のコンタクトプローブを形成しておくとよい。この場合には、犠牲層と共に複数のコンタクトプローブを絶縁性基板から剥離して、犠牲層と共にコンタクトプローブをプローブ基板に配置させる。そして、コンタクトプローブをプローブ基板に固定した後、犠牲層を除去することにより、コンタクトプローブをプローブ基板へ簡単に固定することができる。 In each of the above-described embodiments, the example in which the
1 コンタクトプローブ
2 コンタクト部
3 ビーム部
31 基板固定部
32 弾性変形部
4 絶縁膜
41 絶縁性領域
5 プローブ下地膜
51 プローブ下地領域
6 電極膜
61 電極領域
71 第1レジスト層
72 第2レジスト層
73 第3レジスト層
73a 第1開口部
74 第4レジスト層
74a 第2開口部
75 第5レジスト層
75a 第3開口部
8 犠牲層
91 プローブ金属層
92 コンタクトチップ層
100 プローブ装置
102 検査対象物
121 電極パッド
103 可動ステージ
104 駆動装置
105 筐体
106 メイン基板
161 外部端子
162 コネクタ
107 プローブ基板
171 基板本体
172 配線
173 樹脂絶縁層
174 穴
108 連結部材
110 プローブカードDESCRIPTION OF
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