JP2000241452A - プロービングカードの製造方法 - Google Patents

プロービングカードの製造方法

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JP2000241452A
JP2000241452A JP11039284A JP3928499A JP2000241452A JP 2000241452 A JP2000241452 A JP 2000241452A JP 11039284 A JP11039284 A JP 11039284A JP 3928499 A JP3928499 A JP 3928499A JP 2000241452 A JP2000241452 A JP 2000241452A
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probing card
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groove
thin film
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Junichi Hagiwara
順一 萩原
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のプロービングカードの製造方法は、手
作業でタングステンワイヤーからプローブを作製し、取
り付けていたため、プロービングカードがICチップの
微細化に伴ってプローブが微小化すると、手作業による
プローブの作製のみならずプローブの取り付けが難しく
なり、況してICチップの同測数が多くなればなるほど
プローブの配列数が増え、手作業によるプロービングカ
ードの製造が益々難しくなる。 【解決手段】 本発明のプロービングカードの製造方法
は、プローブ本体4Aの曲線形状を有する型ブロック1
0にその表面形状に沿って所定の深さの溝11をプロー
ブ4の配列に合わせて設ける工程と、各溝11に離型用
薄膜12を設ける工程と、型ブロック10を介して各プ
ローブ本体4Aの一端を基板2に形成された電極パッド
3に接続すると共に各プローブ本体4Aの他端に接触用
端子4Bを接続してプローブ4を形成する工程と、型ブ
ロック10からプローブ4を剥離する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検査体の電気的
特性検査を行う際に用いられるプロービングカードの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】被検査体、例えば半導体ウエハ(以下、
単に「ウエハ」と称す。)に多数形成されたメモリ回路
やロジック回路等のICチップの電気的特性検査を行う
場合にはコンタクタとしてプロービングカードが用いら
れる。このプロービングカードは検査時にウエハの電極
用パッドと接触した時にテスタとICチップ間で検査用
信号の授受を中継する役割を果たしている。このプロー
ビングカードは、例えばICチップ上に形成された複数
の電極パッドに対応したワイヤータイプのプローブを複
数有し、各プローブと各電極パッドとをそれぞれ電気的
に接触させてICチップの検査を行うようにしている。
【0003】ところで最近、ICチップの集積度が高ま
って電極パッドの数が急激に増加すると共に電極パッド
の配列が益々狭ピッチ化している。これに伴ってプロー
ビングカードのプローブの本数が急激に増加し、狭ピッ
チ化している。しかも、ウエハの大口径化に伴ってウエ
ハ内のICチップ数が急激に増加し、検査に長時間を要
し、検査時間の短縮が重要課題になっている。そこで、
プロービングカードによって検査を行う場合にも、IC
チップを1個ずつ検査するのではなく、同時に検査する
ICチップの数(同測数)を増やし、検査時間を短縮す
るようにしている。このようなプロービングカードを製
造する従来の方法は、例えばタングステンワイヤーを一
本ずつ所定形状に曲げてプローブを製作し、各プローブ
を一本ずつ手作業で支持体に取り付けていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プロービングカードの製造方法は、手作業でタングステ
ンワイヤーからプローブを作製し、取り付けていたた
め、プロービングカードがICチップの微細化に伴って
プローブが微小化すると、手作業によるプローブの作製
のみならずプローブの取り付けが難しくなり、況してI
Cチップの同測数が多くなればなるほどプローブの配列
数が増え、手作業によるプロービングカードの製造が益
々難しくなる。
【0005】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、素子の微細化、その同測数の増加に伴って
多ピン化に対応するワイヤータイプのプロービングカー
ドを自動的に製造することができるプロービングカード
の製造方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のプロービングカードの製造方法は、被検査体に形成さ
れた複数の素子に、基板上に配置された所定の曲線形状
に形成された複数のプローブを接触させて上記各素子の
電気的特性検査を行うプロービングカードの製造方法で
あって、上記プローブ本体の曲線形状を有する型ブロッ
クにその表面形状に沿って所定の深さの溝を上記プロー
ブの配列に合わせて設ける工程と、上記各溝に離型用薄
膜を設ける工程と、上記各離型用薄膜に導電性材料を積
層して上記プローブ本体を設ける工程と、上記型ブロッ
クを介して上記各プローブ本体の一端を上記基板に形成
された電極に接続すると共に上記各プローブ本体の他端
に接触用端子を接続してプローブを形成する工程と、上
記型ブロックから上記プローブを剥離する工程とを有す
ることを特徴とするものである。
【0007】また、本発明の請求項2に記載のプロービ
ングカードの製造方法は、請求項1に記載の発明におい
て、上記プローブの配列パターンを上記溝の深さによっ
て設定することを特徴とするものである。
【0008】また、本発明の請求項3に記載のプロービ
ングカードの製造方法は、請求項1または請求項2に記
載の発明において、上記離型用薄膜をPVD法により設
けることを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項4に記載のプロービ
ングカードの製造方法は、請求項1〜請求項3のいずれ
か1項に記載の発明において、上記離型用薄膜としてチ
タン膜を設けることを特徴とするものである。
【0010】また、本発明の請求項5に記載のプロービ
ングカードの製造方法は、請求項1〜請求項4のいずれ
か1項に記載の発明において、上記導電性材料を電気メ
ッキにより積層することを特徴とするものである。
【0011】また、本発明の請求項6に記載のプロービ
ングカードの製造方法は、請求項1〜請求項5のいずれ
か1項に記載の発明において、上記導電性材料として少
なくともニッケルを用いることを特徴とするものであ
る。
【0012】以下、図1〜図8に示す実施形態に基づい
て本発明を説明する。本実施形態により製造されるプロ
ービングカード1は、例えば図1に示すように、セラミ
ックスによって形成された基板2と、この基板2表面に
複数(例えば、4行4列のマトリックス状に配置された
16個)のICチップそれぞれの電極パッド(図示せ
ず)に対応して配列された30〜60μm角の複数の電
極パッド3と、各電極パッド3それぞれに後述のように
して設けられるプローブ4(図5参照)とを備え、マト
リックス状に配置されたワイヤータイプのプローブ4で
16個のICチップを同時に検査することができるよう
になっている。そして、本発明のプロービングカードの
製造方法ではプローブの作製作業及び基板2上へのプロ
ーブの取付作業をそれぞれ自動化している。
【0013】本実施形態では、図2の(a)、(b)で
示す型ブロック10を用いてワイヤータイプのプローブ
4を自動的に作製する。この型ブロック1は、図2の
(a)に示すように、金属または合成樹脂によりプロー
ブ4の側面形状に即した段差を持って形成されている。
この型ブロック10でプローブ4を作製する場合には、
例えば、まず始めに型ブロック10の段差表面にレジス
トが塗布された後、レーザビームが照射され、型ブロッ
ク10の段差表面にプローブ4の配列に即した位置に所
定の深さの溝11が図2の(b)で示すように設けられ
る。基板2上でのプローブ4の配列パターンは溝11の
深さを適宜変えることによって設定される。例えば、図
1の場合であれば、基板2上の6個の電極パッド3の
内、長手方向の右から1、2、6番目の電極パッド3と
3、4、5番目の電極パッド3は距離Dだけ座標位置が
ずれたパターンになっている。従って、前者の電極パッ
ド3に取り付けるプローブ4のための溝11は後者の電
極パッド3に取り付けるプローブ4のための溝11より
も寸法Dだけ深く形成する。溝11の深さはレーザビー
ムの照射時間の長短によって適宜変えることができる。
【0014】図2の(b)に示す溝11が型ブロック1
0に設けられた後、型ブロック10の各溝11に導電性
材料からなる離型用薄膜12が設けられる。離型用薄膜
12は溝11内に形成されたプローブ本体4Aを溝11
から剥離する場合の犠牲層としての役割を有すると共に
電気メッキによりプローブ本体4Aを形成する場合の電
極としての役割を有している。溝11内に離型用薄膜1
2を設ける場合には治具20が用いられる。この治具2
0は例えば板状に形成され、その表面には図3に示すよ
うに型ブロック10を収納する横方向の断面形状が例え
ばV字状を呈する収納溝21が複数形成されている。そ
して、成膜時には治具20の各収納溝21内に型ブロッ
ク10が配置され、図3に示すように複数の型ブロック
10が収納された状態でスパッタリング方式、真空蒸着
方式等のPVD装置内に装着される。例えばスパッタリ
ング方式で離型用薄膜12を成膜する場合にチタンがタ
ーゲットとして用いられ、図3に矢印で示すようにター
ゲットからスパッタリングされたチタン粒子が型ブロッ
ク10の溝11内に積層されてチタン薄膜が離型用薄膜
12として形成される。チタン薄膜は例えば0.3〜
0.5μmの厚さに形成される。
【0015】溝11内に離型用薄膜12が形成された
後、例えば従来公知の電鋳処理を用いて導電性材料であ
るニッケルイオンが溝11内の離型用薄膜12表面にメ
ッキされニッケル層として積層される。ニッケル層の厚
みは例えば電極パッド3の寸法(30〜60μm)に即
して形成される。このニッケル層がプローブ本体4Aと
なる。
【0016】各型ブロック10にそれぞれ一列分のプロ
ーブ本体4Aが形成された後、型ブロック10が図1に
示すように基板2上に配置され、型ブロック10を介し
て基板2上でプローブ4が作製される。例えば予め基板
2表面にワックス等を塗布し、その塗布面を電極パッド
3表面と面一に揃えておく。そして、図1に示すように
型ブロック10のプローブ本体4Aの下端が基板2の対
応する電極パッド3に位置合わせされた状態で型ブロッ
ク10が基板2上に載置された後、プローブ本体4Aの
下端が例えば抵抗溶接等の手段で電極パッド3に溶着さ
れる。次いで、型ブロック10の各プローブ本体4Aに
対応する複数の接触用端子4Bが各プローブ本体4Aの
上端に位置合わせされた状態で抵抗溶接によりプローブ
本体4Aに対して溶着される。
【0017】型ブロック10が一体化した基板2がフッ
酸溶液中に浸漬されると、離型用薄膜12であるチタン
薄膜が溶解し、プローブ本体4Aが型ブロック10の溝
11から剥離可能な状態になる。そこで、型ブロック1
0を基板2から外すと、基板2上に図5に示すプローブ
4が一列分だけ形成される。後は、同様の手順を繰り返
して他のプローブ4が基板2上に設けられ、所定本数の
プローブ4を有する図6に示すプロービングカード1が
作製される。
【0018】ところで、接触用端子4Bは例えば図4に
示すようにバンプ(例えば、四角錘台状に形成されてい
る)4Cとバンプを4Cを支持する支持部材4Dとから
なっている。この接触用端子4Bは例えばLIGA(Lit
hographie,Galvanoformung,Abformung)プロセスを用い
て作製される。即ち、図7の(a)に示すように例えば
シリコン基板31表面にシリコン酸化膜31Aが形成さ
れた後、その表面にレジスト膜32が塗布される。次い
で、シリコン基板31が型ブロック10のプローブ4に
従って配列されたバンプ4Cのパターンを有するフォト
マスク33を介して露光された後、レジスト膜32が現
像処理されると、同図に示すようにレジスト膜32に四
角形の孔32Aが形成される。引き続き、孔32Aの部
分のシリコン酸化膜31Aが除去され、シリコン基板3
1に異方性エッチングが施されると、同図の(b)に示
すように逆四角錐台状の孔31Bが形成される。次い
で、レジスト膜32及びシリコン酸化膜31Aが除去さ
れる。更に、同図(c)に示すようにシリコン基板31
の表面に酸化膜34が形成され、その表面にチタン膜3
5が形成される。次いで、レジストが塗布され、孔31
Bに相当する部分のレジスト膜が露光、現像処理により
除去されて孔31Bが開口された後、タングステンカー
バイド−コバルト合金がスパッタリングされ、同図の
(d)に示すようにシリコン基板31の孔31Bがタン
グステンカーバイド−コバルト合金で埋められてバンプ
4Cが形成される。シリコン酸化膜34はバンプ4Cを
シリコン基板31の孔31Bから分離する時の分離層と
なり、チタン膜35がバンプ4Cを形成するタングステ
ンカーバイド−コバルト合金の金属拡散防止用のバリア
層になる。
【0019】しかる後、図8の(a)に示すようにポリ
メチルメタクリレート(PMMA)を含有し透明度の高
いレジストがシリコン基板31表面に塗布されて犠牲層
36が形成され、この犠牲層36に対して所定のフォト
マスクを介して露光、現像処理が施され、バンプ4Cの
支持部材4Dを形成するための孔36Aが形成される。
次いで、図8の(b)に示すように電鋳処理により例え
ばニッケルで孔36Aが埋められ、バンプ4Cと支持部
材4Dからなる接触用端子4Bが形成される。次いで、
このシリコン基板31に形成された各接触用端子4Bが
上述のようにして型ブロック10に転写されプローブ4
が作製される。
【0020】以上説明したように本実施形態によれば、
プローブ本体4Aの曲線形状を有する型ブロック10に
その表面形状に沿って所定の深さの溝11をプローブ4
の配列に合わせて設けた後、これらの各溝11に離型用
薄膜12を設け、更に、各離型用薄膜12上に導電性材
料としてニッケルを積層してプローブ本体4Aを設ける
ようにしたため、ワイヤータイプのプローブ4を手作業
によることなく自動的に製造することができる。しか
も、各プローブ本体4Aの一端に型ブロック10を介し
て接触用端子4Bを接続すると共に各プローブ本体4A
の他端を基板2に形成された電極パッド3に接続した
後、型ブロック10からプローブ4を剥離するようにし
たため、一本一本のプローブ4を手作業により取り付け
るという面倒な作業を自動化することができる。
【0021】また、本実施形態によれば、型ブロック1
0に設ける際に、溝11の深さをレーザビームの照射時
間の長短によりプローブ4の座標位置に合わせて設定す
るようにしたため、プローブ4の配列パターンに柔軟に
対応することができる。また、離型用薄膜12をPVD
法により設けるようにしたため、例えば溝11内にチタ
ン薄膜等の離型用薄膜12を均一で極めて薄い状態で成
膜することができる。更に、ニッケル等の導電性材料を
電鋳処理により積層するようにしたため、手作業では作
製困難な小さなプローブであっても複数本を同時且つ均
一に自動的に作製することができる。
【0022】尚、上記実施形態ではプローブ本体4Aを
ニッケルにより作製する場合に説明したが、プローブ本
体はニッケルに制限されるものではなく、プローブ本体
はその他ニッケル合金等のバネ性のある金属で作製した
ものであれば良い。また、プローブ本体の曲線形態も上
記実施形態に何等制限されるものではなく、被検査体に
種類に応じて適宜変更することができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の請求項1〜請求項6に記載の発
明によれば、素子の微細化、その同測数の増加に伴って
多ピン化に対応するワイヤータイプのプロービングカー
ドを自動的に製造することができるプロービングカード
の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプロービングカードの製造方法の一実
施形態に用いられる基板を示す平面図である。
【図2】本実施形態に用いられる型ブロックの一例を示
す図で、(a)は型ブロックそのものを示す斜視図、
(b)はプローブ本体用の溝を設けた型ブロックを示す
斜視図である。
【図3】図2の(b)に示す型ブロックの溝に離型用薄
膜を設ける方法を示す説明図である。
【図4】図2の(b)に示す型ブロックを用いてプロー
ブ本体を基板に接続する状態の説明図である。
【図5】本実施形態により作製されたプロービングカー
ドの要部を拡大して示す斜視図である。
【図6】本実施形態により作製されたプロービングカー
ドの一部を示す側面図である。
【図7】(a)〜(d)は本実施形態で製造されるプロ
ービングカードの接触用端子のバンプを作製する手順を
示す工程図である。
【図8】(a)及び(b)は図7のバンプに支持部材を
接合する手順を示す工程図である。
【符号の説明】
1 プロービングカード 2 セラミック基板 3 電極パッド 4 プローブ 4A プローブ本体 4B 接触用端子 10 型ブロック 11 溝 12 離型用薄膜(チタン薄膜)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査体に形成された複数の素子に、基
    板上に配置された所定の曲線形状に形成された複数のプ
    ローブを接触させて上記各素子の電気的特性検査を行う
    プロービングカードの製造方法であって、上記プローブ
    本体の曲線形状を有する型ブロックにその表面形状に沿
    って所定の深さの溝を上記プローブの配列に合わせて設
    ける工程と、上記各溝に離型用薄膜を設ける工程と、上
    記各離型用薄膜に導電性材料を積層して上記プローブ本
    体を設ける工程と、上記型ブロックを介して上記各プロ
    ーブ本体の一端を上記基板に形成された電極に接続する
    と共に上記各プローブ本体の他端に接触用端子を接続し
    てプローブを形成する工程と、上記型ブロックから上記
    プローブを剥離する工程とを有することを特徴とするプ
    ロービングカードの製造方法。
  2. 【請求項2】 上記プローブの配列パターンを上記溝の
    深さによって設定することを特徴とする請求項1に記載
    のプロービングカードの製造方法。
  3. 【請求項3】 上記離型用薄膜をPVD法により設ける
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプロ
    ービングカードの製造方法。
  4. 【請求項4】 上記離型用薄膜としてチタン膜を設ける
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に
    記載のプロービングカードの製造方法。
  5. 【請求項5】 上記導電性材料を電気メッキにより積層
    することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1
    項に記載のプロービングカードの製造方法。
  6. 【請求項6】 上記導電性材料として少なくともニッケ
    ルを用いることを特徴とする請求項1〜請求項5のいず
    れか1項に記載のプロービングカードの製造方法。
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