JP2002277485A6

JP2002277485A6 - プローブカード、プローブピン、プローブカード製造方法及びプローブピン製造方法

Info

Publication number: JP2002277485A6
Application number: JP2001078754A
Authority: JP
Inventors: 晃一和田; 秀憲北爪; 勝宮崎; 慎一本山; 明下河辺; 誠一秦
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】微細なプローブピンを微細なピッチで並べたプローブカードを提供する。
【解決手段】プローブカード１０は、アモルファス合金層１８、金属層２０及び突起部２４を有し、少なくとも一部が湾曲したプローブピン１２と、プローブピン１２の一端を保持する保持基板１６と、保持基板１６に設けられ、プローブピン１２と電気的に接続された伝送線路１４とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブカード、プローブピン、プローブカード製造方法及びプローブピン製造方法に関する。特に本発明は、アモルファス合金により形成されたプローブピン、アモルファス合金により形成されたプローブピンを含むプローブカード、プローブカード製造方法及びプローブピン製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プローブカードに用いられるプローブピンは、タングステン等の金属針の先端を折り曲げた構造を有しており、これらのプローブピンを手作業でプリント基板に実装させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような手作業では、近年の微細化された半導体集積回路に対応すべく、プローブピンが狭ピッチに設けられたプローブピンを製造するのが困難である。また、従来のプローブピンは、その長さが約数十ｍｍ程度もあるため、高速信号を伝送する際に、プローブピン自身が不整合部分となり、高周波で動作する集積回路の特性を試験するのが困難となっている。
【０００４】そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるプローブカード、プローブピン、及びプローブカード製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子部品の端子に接触し、電子部品の特性を試験するために用いるプローブカードであって、アモルファス合金層を有し、少なくとも一部が湾曲したプローブピンと、プローブピンの一端を保持する保持基板と、保持基板に設けられ、プローブピンと電気的に接続された伝送線路とを備えることを特徴とするプローブカードを提供する。
【０００６】
プローブピンは、アモルファス合金層上に形成された金属層を含んでもよく、金属層が伝送線路に接続されてよい。アモルファス合金層は、パラジウムを含んでよい。プローブピンは、多端に設けられた突起部を有してよい。プローブカードは、保持基板に並べて設けられた複数のプローブピンを含んでよい。
【０００７】
本発明の第２の形態によると、電子部品の端子に接触し、電子部品の特性を試験するために用いるプローブピンであって、アモルファス合金層を有し、少なくとも一部が湾曲されたことを特徴とするプローブピンを提供する。
【０００８】
本発明の第３の形態によると、電子部品の端子に接触し、電子部品の特性を試験するために用いるプローブカードを製造するプローブカード製造方法であって、アモルファス合金層を有し、一端が基板に接続されたプローブピンを形成するステップと、アモルファス合金層を加熱するステップと、プローブピンの少なくとも一部が湾曲するように、プローブピンの他端を押圧するステップと、導電性材料を含む伝送線路を形成した保持基板を準備するステップと、プローブピンの一端を保持基板に接合するステップとを備えることを特徴とするプローブカード製造方法を提供する。
【０００９】
アモルファス合金層は、スパッタ法によりアモルファス合金を堆積させることにより形成されてよい。アモルファス合金層は、パラジウムを含むアモルファス合金を堆積させることにより形成されてもよい。
【００１０】
プローブピンを形成するステップは、基板を準備するステップと、基板の所定の領域にアモルファス合金層を形成するステップと、所定の領域の一部を含む基板の一部を除去するステップとを有してよい。
【００１１】基板の一部を除去するステップは、基板に開口部を形成するように基板の一部を除去してよく、アモルファス合金層を押圧するステップは、開口部に挿入可能な突部を有する治具によりアモルファス合金層を押圧してよい。
【００１２】
アモルファス合金層を形成するステップは、基板上に犠牲層を形成するステップと、所定の領域の犠牲層を除去するステップと、アモルファス合金層をスパッタ法により形成するステップと、犠牲層及び犠牲層上に形成されたアモルファス合金層を除去するステップとを有してよい。アモルファス合金層を形成するステップは、基板を粗面処理するステップを有し、粗面処理した基板上にアモルファス合金層を形成してよい。
【００１３】
プローブピンを形成するステップは、基板とアモルファス合金層とを密着させる密着層を基板上に形成するステップをさらに有してよく、アモルファス合金層を形成するステップは、アモルファス合金層を密着層上に形成してよい。
【００１４】
密着層を形成するステップは、組成比が約１：１であるチタンニッケル合金を含む層を形成してよい。密着層を形成するステップは、クロム又はチタンを含む第１密着層を基板上に形成するステップと、銅を含む第２密着層を第１密着層上に形成するステップとを有してよく、アモルファス合金層を形成するステップは、アモルファス合金層を第２密着層上に形成してよい。
【００１５】
プローブカード製造方法は、基板の上端から下端へ縮小する溝部を形成するステップをさらに備えてよく、アモルファス合金層を形成するステップは、基板の溝部にアモルファス合金層の他端が形成されるようにアモルファス合金層を形成してよい。
【００１６】
溝部を形成するステップは、基板の表面に保護膜を形成するステップと、溝部を形成すべき領域の保護膜を除去するステップと、保護膜をマスクとして異方性エッチングにより溝部を形成するステップとを有してよい。
【００１７】
プローブカード製造方法は、保持基板に導電性材料を含む伝送線路を形成するステップをさらに備えてよい。プローブピンを形成するステップは、基板に複数のプローブピンを形成してよく、接合するステップは、複数のプローブピンを保持基板に並べて接合してよい。接合するステップは、プローブピンの一端を保持基板に貼り合わせるステップと、プローブピンの一端を保持基板に熱圧着するステップとを有してよい。接合するステップは、プローブピンの一端及び保持基板の少なくとも一方にバンプを形成するステップと、バンプを介してプローブピンの一端を保持基板に貼り合わせるステップと、プローブピンの一端を保持基板に熱圧着するステップとを有してよい。
【００１８】
プローブカード製造方法は、基板の残りを除去するステップをさらに備えてよい。プローブピンを形成するステップは、基板とアモルファス合金層との間に剥離犠牲層を形成するステップをさらに備えてよく、基板の残りを除去するステップは、剥離犠牲層及び基板の残りを除去してよい。
【００１９】
プローブピンを形成するステップは、アモルファス合金層上に、金属層を形成するステップをさらに有してよい。プローブピンを形成するステップは、金属層に含まれる金属がアモルファス合金層に拡散するのを防ぐバリヤ層をアモルファス合金層と金属層との間に形成するステップをさらに備えてよい。プローブピンを形成するステップは、アモルファス合金層と金属層とを密着させる密着層をアモルファス合金層上に形成するステップをさらに有してよく、金属層を形成するステップは、金属層を密着層上に形成してよい。
【００２０】
本発明の第４の形態によると、電子部品の端子に接触し、電子部品の特性を試験するために用いるプローブピンを製造するプローブピン製造方法であって、一端が基板に接続されたアモルファス合金層を形成するステップと、アモルファス合金層を加熱するステップと、アモルファス合金層の少なくとも一部が湾曲するように、アモルファス合金層の他端を押圧するステップとを備えることを特徴とするプローブピン製造方法を提供する。なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るプローブカード１０の第１実施例を示す断面図である。プローブカード１０は、半導体集積回路等の電子部品５０の複数の端子５２にそれぞれ接触する複数のプローブピン１２と、プローブピン１２の一端に電気的に接続された伝送線路１４と、伝送線路１４が設けられた保持基板１６とを有する。
【００２３】
プローブピン１２は、アモルファス合金を材料として含むアモルファス合金層１８を含む。アモルファス合金は、例えば金属ガラス等の、所定の温度領域で非晶質相から過冷却液体域である流動相へ可逆的に相転移する非晶質合金であればどのような金属を含んでもよい。アモルファス合金は、パラジウム又はジルコニウムを主成分として含むのが好ましい。アモルファス合金がパラジウムを主成分として含む場合、アモルファス合金はさらに、銅及び／又はシリコンを含んでもよい。また、アモルファス合金がジルコニウムを主成分として含む場合、アモルファス合金は、銅及び／又はアルミニウムを含んでもよい。アモルファス合金層１８は５μｍ以上の厚さを有するのが好ましい。
【００２４】
プローブピン１２はアモルファス合金層１８上に形成された金属層２０をさらに有するのが好ましい。この場合、プローブピン１２は、金属層２０が保持基板１６に対向するように伝送線路１４に接続されるのが好ましい。本実施形態において、金属層２０は、アモルファス合金層１８上の全面に形成される。金属層２０の少なくとも電送線路１４に接続される一端は、金メッキにより形成されるのが好ましい。他の例において、金属層２０は、アモルファス合金層１８の一端のみに形成されてもよい。
【００２５】
伝送線路１４は、電子部品５０の特性を試験するために十分な高周波伝達特性を有する材料により形成されるのが好ましい。伝送線路１４は、金により形成されるのが好ましい。伝送線路１４は、少なくともプローブピン１２の一端と接続される部位においては、金メッキにより形成されるのが好ましい。伝送線路１４は、保持基板１６の片面に形成されても、保持基板１６の両面に形成されてもよい。また、保持基板１６は、多層配線基板であってもよい。
【００２６】
金属層２０と伝送線路１４とは、金バンプ２２を介して接続されるのが好ましい。金属層２０の一端及び伝送線路１４のプローブピン１２の一端と接続される部位が金メッキにより形成されているため、プローブピン１２と伝送線路１４とを密着して接続することができる。そのため、プローブカード１０の強度を上げることができる。
【００２７】
プローブピン１２は、他端に、端子５２と接触する突起部２４を有するのが好ましい。突起部２４は、四角錐状又は四角錐台状であるのが好ましい。プローブピン１２がその他端に突起部２４を有すると、プローブピン１２の他端が電子部品５０の端子５２と電気的に接触する際に、突起部２４が端子５２とスクラブするのでプローブピン１２と端子５２との接触抵抗を小さくできる。
【００２８】
図１（ａ）は、プローブピン１２が電子部品５０の端子５２に接触していない状態を示す。図１（ｂ）は、プローブピン１２が電子部品５０の端子５２に接触した状態を示す。図1（ｂ）に示すように、プローブピン１２の突起部２４を端子５２に接触させた後、オーバードライブにより突起部２４を端子５２にスクラブさせる。オーバードライブは１００μｍ程度であるのが好ましい。本実施形態においては、破線で示すように、伝送線路１４、金バンプ２２、金属層２０、突起部２４を介した低抵抗の電流経路を通じて電子部品５０の端子５２に電気信号が供給される。従って、電子部品５０に高速の電気信号を良好な特性で供給することができる。
【００２９】
図２は、図１に示したプローブカード１０を示す斜視図である。プローブピン１２は、保持基板１６と反対の方向に湾曲されている。また、複数のプローブピン１２は、保持基板１６に並べて設けられる。本実施形態において、プローブピン１２の長さは、約数百μｍ程度であるのが好ましい。また、複数のプローブピン１２は、約百μｍ以下のピッチで形成されるのが好ましい。
【００３０】
本実施形態においては、プローブピン１２がアモルファス合金層１８を有しているので、プローブピン１２を過冷却液帯域に加熱するだけでプローブピン１２を容易に湾曲させることができる。そのため、プローブピン１２を約百μｍ以下の狭ピッチで簡単に形成できる。従って、プローブピン１２の高周波の伝達特性を大幅に改善することができる。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態に係るプローブピン１２を製造する工程を示す模式図である。まず、基板１００を準備する。次に、図３（ａ）に示すように、基板１００の表面に保護膜１０２を形成する。本実施形態において、基板１００はシリコン基板であって、保護膜１０２は基板１００を熱酸化して形成されたシリコン酸化膜である。また、基板１００は、表面結晶方位が（１００）であるのが好ましい。
【００３２】
続いて、図３（ｂ）に示すように、基板１００に溝部を形成すべき領域の保護膜１０２をエッチングにより除去する。エッチングはフッ酸又はフッ酸緩衝溶液等を用いたウェットエッチングにより行うのが好ましい。次に、図３（ｃ）に示すように、保護膜１０２をマスクとして、異方性エッチングにより基板１００に基板１００の上面から下面へ縮小する溝部１０４を形成する。溝部１０４は、プローブピン１０２の突起部２４と実質的に等しい大きさに形成するのが好ましい。本実施形態において、溝部１０４は、約７０℃に加熱した水酸化カリウム溶液等を用いたウェット異方性エッチングにより形成される。この場合に、溝部１０４は、基板１００の表面結晶方位が（１１１）である面に囲まれた正四角錐状又は正四角錐台状に形成されるのが好ましい。次に、図３（ｄ）に示すように、フッ酸又はフッ酸緩衝溶液等を用いたウェットエッチングにより保護膜１０２を除去する。
【００３３】
続いて、図３（ｅ）に示すように、アモルファス合金層１８をリフトオフにより形成するための犠牲層１０６を基板１００上に形成し、アモルファス合金層１８を形成すべき領域の犠牲層１０６を除去する。犠牲層１０６は、基板１００の溝部１０４に、アモルファス合金層１８の他端が形成されるように除去されるのが好ましい。犠牲層１０６は、１０μｍ以上の厚さを有するのが好ましい。犠牲層１０６の厚さは、アモルファス合金層１８の厚さより厚ければよい。犠牲層１０６は、３００℃以上の耐熱性を有するのが好ましい。犠牲層１０６は、例えば酸又はアルカリに溶解しやすいアルミニウム等の金属により形成されてよい。又は、犠牲層１０６は、例えば有機溶剤に溶解しやすいレジストとその上に厚く堆積された粘度及び耐熱性の高いネガレジストとにより形成されてよい。犠牲層１０６は、単一層であっても複数層であってもよい。
【００３４】
また、アモルファス合金層１８を形成すべき領域の犠牲層１０６をエッチングにより除去した後に、フッ酸、フッ酸緩衝溶液、酸素プラズマ又はイオンガン等により基板１００の表面を処理するのが好ましい。基板１００の表面処理を行うことにより、基板１００の表面に残存する犠牲層１０６や、例えば犠牲層１０６がレジストである場合には、当該レジストの現像に用いた有機溶剤等の付着物や吸着物を除去することができる。そのため、基板１００とアモルファス合金層１８との密着強度の低下を防ぐことができ、ひいてはプローブカード１０の製造工程における歩留まりを向上することができる。
【００３５】
続いて、図３（ｆ）に示すように、基板１００及び犠牲層１０６上にアモルファス合金層１８を形成する。本実施形態において、アモルファス合金層１８は、アモルファス合金をスパッタ法により堆積することによる形成する。スパッタ法により形成することにより、非晶質合金の状態のアモルファス合金層１８を形成することができる。この場合、アモルファス合金層１８は、３００℃程度の高温でスパッタ出力を高くして基板１００上に形成するのが好ましい。スパッタ出力を高くすることにより、アモルファス合金層１８を短時間で比較的厚く形成することができる。本実施形態においては、犠牲層１０６を、基板１００の溝部１０４にプローブピン１２の他端が形成されるように除去しているので、アモルファス合金層１８は、基板１００の溝部１０４にプローブピン１２の他端が設けられるように形成される。
【００３６】
続いて、図３（ｇ）に示すように、犠牲層１０６及び犠牲層１０６上に形成されたアモルファス合金層１８を除去する。犠牲層１０６が、例えばアルミニウム等の金属により形成された場合、例えば酢酸水溶液等の酸又はアルカリ水溶液により犠牲層１０６を溶解して除去する。犠牲層１０６が、例えばレジストにより形成された場合、有機溶剤により犠牲層１０６を溶解して除去する。犠牲層１０６を除去する溶液又は溶剤は、犠牲層１０６をエッチングする速度と基板１００又はアモルファス合金層１８をエッチングする速度とのエッチング速度比が５〜１００以上であるのが好ましい。犠牲層１０６を除去することにより、犠牲層１０６上に形成されたアモルファス合金層１８も除去され、基板１００上にプローブピン１２を構成するアモルファス合金層１８を得る。
【００３７】
次に、図３（ｆ）に示すように、アモルファス合金層１８上に金属層２０を形成する。金属層２０は、低抵抗率の導電性材料により形成されるのが好ましい。本実施形態において、金属層２０は、金（Ａｕ）をメッキ法により成長させることにより形成される。金属層２０は、蒸着又はスパッタ法により形成されてもよいが、この場合も、プローブピン１２の一端においてはメッキ法により形成されるのが好ましい。金属層２０をメッキ法により形成する場合、まず、スパッタ法により基板１００の全体に金属の薄膜を形成する。その後、メッキを施す部分以外を厚膜のレジストにより被覆しメッキ処理を施す。そして、メッキ処理後に厚膜のレジストを除去し、不要部分の金属の薄膜をミリング等によりエッチングして除去する。
【００３８】
他の例において、金属層２０は、図３（ｆ）に示す工程において、基板１００及び犠牲層１０６上にアモルファス合金層１８を形成した後に、アモルファス合金層１８上にスパッタ法により金属の薄膜を形成してもよい。この場合も、金属層２０は、プローブピン１２の一端においてはメッキ法により形成されるのが好ましい。
【００３９】
続いて、図３（ｉ）に示すように、基板１００の溝部１０４を含む部分であって、アモルファス合金層１８の他端に接する部分をエッチングにより除去して基板１００に貫通孔１１０を形成する。貫通孔１１０は、基板１００のアモルファス合金層１８が形成された面の裏面から誘導結合型プラズマエッチング（ＩＣＰ）又は水酸化カリウム水溶液等を用いたウェット異方性エッチング等により形成されるのが好ましい。貫通孔１１０は、プローブピン１２の他端が自由になり、一端のみが基板１００に保持された片持ち梁構造となるように形成される。
【００４０】
次に、図３（ｊ）に示すように、押圧治具１２０を用いて、プローブピン１２を湾曲させる。押圧冶具１２０は、基板及び当該基板に設けられプローブピン１２を押圧するための突出部を有する。突出部は、貫通孔１１０に挿入可能に形成されるのが好ましい。押圧冶具１２０は、例えばシリコン基板をウェット異方性エッチングすることにより、突出部を有するように形成される。
【００４１】
このように形成された押圧冶具１２０を用いて、プローブピン１２を押圧するために、例えばコンタクトアライナを用いて、貫通孔１１０と押圧治具１２０との位置合わせをする。次に、アモルファス合金層１８を形成するアモルファス合金が過冷却液体域となるようアモルファス合金層１８を加熱する。アモルファス合金層１８を形成するアモルファス合金がパラジウムを主成分として含む場合、アモルファス合金層１８を約３５０℃から４００℃で加熱するのが好ましく、さらに好ましくは３８０℃で加熱する。アモルファス合金層１８は、減圧下又は真空下で加熱するのが好ましい。
【００４２】
続いて、押圧治具１２０の突出部によりプローブピン１２を押圧することにより、プローブピン１２を湾曲させる。この場合、プローブピン１２の他端が基板１００の方向に湾曲するように、押圧冶具１２０によりプローブピン１２を押圧するのが好ましい。このとき、プローブピン１２が基板１００の方向に５０μｍから１５０μｍ程度湾曲するようにプローブピン１２を押圧するのが好ましい。アモルファス合金層１８を加熱すると共にプローブピン１２を基板１００の方向に押圧するのが好ましい。プローブピン１２の押圧冶具１２０による押圧と加熱とは同時に行ってよい。また、プローブピン１２を基板１００の方向に押圧した後に、加熱を始めてもよい。以上の工程により、図３（ｋ）に示すように、アモルファス合金層１８の他端が基板１００の方向に湾曲したプローブピン１２を形成する。
【００４３】
図４は、本発明の一実施形態に係る保持基板１６を製造する工程を示す模式図である。図４（ａ）に示すように、まず保持基板１６を準備する。保持基板１６は、ポリイミド又はエポキシ等の有機系材料、又はアルミナ等のセラミック材料により形成されるのが好ましい。次に、図４（ｂ）に示すように、保持基板１６に伝送線路１４を形成する。
【００４４】
続いて、図４（ｃ）に示すように、伝送線路１４上に金バンプ２２を形成する。他の例において、金バンプ２２はアモルファス合金層１８の一端に設けてもよい。金バンプ２２は、バンプボンダを用いて形成してよく、また、メッキにより形成してよい。金バンプ２４は、図３に示す基板１００及び保持基板１６の表面粗さを吸収するのに十分な厚さを有するのが好ましい。本実施形態において、金バンプ２４は、１０μｍ程度の厚さを有する。
【００４５】
図５は、図３に示したプローブピン１２を図４に示した配線基板１４に接合する工程を示す模式図である。図５（ａ）に示すように、まず、プローブピン１２の一端を保持基板１６に形成された金バンプ２４に位置合わせする。次に、図５（ｂ）に示すように、アモルファス合金層１８の一端を保持基板１６に貼り合わせる。そして、アモルファス合金層１８の一端を保持基板１６に熱圧着する。プローブピン１２の保持基板１６への位置合わせ及びプローブピン１２の保持基板１６への接合は、フリップチップボンダ等を用いて一連の動作で行うのが好ましい。また、熱圧着は、アモルファス合金層１８が過冷却液体域まで加熱されない程度の温度で行うのが好ましい。本実施形態において、熱圧着は約３００℃で行う。他の例において、基板１００及び保持基板１６の表面粗さを抑制できれば、金バンプ２４を用いず、プローブピン１２と伝送線路１４とを直接熱圧着してもよい。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すように、基板１００を除去する。基板１００は、プローブピン１２との接続部分をエッチングすることにより除去してもよい。エッチングは、例えば水酸化カリウム水溶液を用いたウェットエッチング又はＸｅＦ２を用いたドライエッチング等により行うのが好ましい。
【００４７】
本実施形態においては、まずシリコン基板１００に複数のプローブピン１２を微細なピッチで形成した後に、良好な伝達特性を有する保持基板１６に複数のプローブピン１２を一括で転写実装することができる。そのため、プローブピン１２のピッチが微細なプローブカード１０を容易に製造することができる。従って、ギガヘルツ帯の高周波数の集積回路の特性を試験することができるプローブカード１０を安価に、迅速に提供することができる。
【００４８】
図６は、本発明の一実施形態に係るプローブピン１２を製造する工程の他の例を示す模式図である。本実施例においては、図６（ａ）に示すように、図３（ｅ）に示したように、犠牲層１０６の一部を除去した後に、アモルファス合金層１８と基板１００とを密着させる密着層１１４を基板１００上に形成してもよい。この場合、図６（ｂ）に示すように、アモルファス合金の薄層１０８を密着層１１４上に形成する。密着層１０８の厚さは、１０ｎｍ程度であるのが好ましい。
【００４９】
アモルファス合金がパラジウムを主成分とする場合、密着層１１４は、組成比が約１：１であるチタンニッケル合金を含むのが好ましい。アモルファス合金がパラジウムを主成分として銅を含有する場合、密着層１１４は、クロム又はチタンを含む第１密着層と銅を含む第２密着層とを有してよい。第１密着層は基板１００上に形成し、アモルファス合金層１８を第２密着層上に形成するのが好ましい。
【００５０】
さらに、図６（ｃ）に示すように、金属層２０に含まれる金属がアモルファス合金層１８に拡散するのを防ぐバリヤ層１１６をアモルファス合金層１８と金属層２０との間に形成してもよい。バリヤ層１１６は白金であるのが好ましい。バリヤ層１１６は１００ｎｍ程度であるのが好ましい。アモルファス合金層１８と金属層２０との間にバリヤ層１１６を形成することにより、アモルファス合金層１８を湾曲させるために加熱する場合においても、金属層２０に含まれる金属がアモルファス合金層１８に拡散することがない。
【００５１】
また、アモルファス合金層１８と金属層２０とを密着させる密着層１１８をアモルファス合金層１８上に形成してもよい。密着層１１８は、アモルファス合金層１８とバリヤ層１１６との間に設けてもよい。密着層１１８は密着層１１４と同様に、アモルファス合金がパラジウムを主成分とする場合、組成比が１：１であるチタンニッケル合金を含むのが好ましい。アモルファス合金がパラジウムを主成分として銅を含有する場合、密着層１１４は、クロム又はチタンを含む第１密着層と銅を含む第２密着層とを有してよい。第１密着層は基板１００上に形成し、アモルファス合金層１８を第２密着層上に形成するのが好ましい。また、アモルファス合金層１８上に白金であるバリヤ層１１６を形成する場合、密着層１１８は、銅を含む第２密着層のみを用いてもよい。
【００５２】
次に、図６（ｄ）に示すように、バリヤ層１１６及び／又は密着層１１８上に金属層２０を形成する。アモルファス合金層１８を形成するステップと、密着層１１４を形成するステップと、バリヤ層１１６及び／又は密着層１１８を形成するステップと、金属層２０を形成するステップとは、スパッタ法により同一装置内で行うのが好ましい。
【００５３】
図７は、本発明の一実施形態に係るプローブピン１２を製造する工程の他の例を示す模式図である。まず、図７（ａ）に示すように基板１００を準備する。次に、図７（ｂ）に示すように、アモルファス合金層１８をリフトオフにより形成するための犠牲層１０６を基板１００上に形成し、アモルファス合金層１８を形成すべき領域の犠牲層１０６を除去する。続いて、図７（ｃ）に示すように、基板１００及び犠牲層１０６上にアモルファス合金を含む薄層１０８を形成する。その後、図７（ｄ）から図７（ｈ）に示すように、図３に示した第１実施例と同様に、プローブピン１２を形成する。このようにして形成したプローブピン１２は、図５に示した第１実施例と同様に、配線基板１６と接合してプローブカードを形成する。
【００５４】
図８は、本発明の一実施形態に係るプローブカード１０を製造する工程の他の例を示す模式図である。まず、図８（ａ）に示すように基板１００を準備する。次に、図８（ｂ）に示すように、アモルファス合金層１８をリフトオフにより形成するための犠牲層１０６を基板１００上に形成し、アモルファス合金層１８を形成すべき領域の犠牲層１０６を除去する。
【００５５】
続いて、図８（ｃ）に示すように、基板１００及び犠牲層１０６上に、後の工程において基板１００をプローブカード１０から除去しやすいようにするための剥離犠牲層１１２を形成する。剥離犠牲層１１２は、後の工程におけるアモルファス合金層の加熱変形、エッチング等の薬品処理等に耐え得る材料により形成されるのが好ましい。剥離犠牲層１１２は、例えば金属薄膜であるのが好ましい。本実施例において、剥離犠牲層１１２は、クロムを含み、約１００ｎｍの厚さに形成される。
【００５６】
その後、図８（ｄ）から図８（ｋ）に示すように、図３、図４及び図５に示した例と同様に、プローブカード１０を形成する。次に、図８（ｌ）に示すように、剥離犠牲層１１２を過塩素酸と硝酸第二セリウムアンモニウムの混合溶液でエッチングすることにより、基板１００及び剥離犠牲層１１２を除去し、プローブカード１０を得る。
【００５７】
本実施例において、剥離犠牲層１１２は、クロムを含むので、途中工程において基板１００に十分に密着する密着強度及びエッチング等の薬品等への耐性を有し、基板１００を除去する工程において、基板１００をプローブカード１０から容易に除去することができる。
【００５８】
図９は、本発明の一実施形態に係るプローブピン１２を製造する工程の他の例の一部を示す模式図である。まず、図９（ａ）に示すように基板１００を準備する。次に、図９（ｂ）に示すように、アモルファス合金層１８をリフトオフにより形成するための犠牲層１０６を基板１００上に形成し、アモルファス合金層１８を形成すべき領域の犠牲層１０６を除去する。続いて、図９（ｃ）に示すように、イオンガンを用いて、基板１００の表面へイオンビームを照射する。イオンガンは、アルゴンガス又は酸素ガスをイオン源とするのが好ましい。基板１００の表面へイオンビームを照射することにより、基板１００の表面が粗面処理される。基板１００の表面を粗面処理することにより、最終工程において、プローブカード１０から基板１００を容易に除去することができる。
【００５９】
また、基板１００の表面へイオンビームを照射する前に、スパッタ法により基板１００の表面にアルミニウムを堆積させてもよい。基板１００の表面にアルミニウムを堆積させることにより、イオンビームの照射時にアルミニウムが基板１００の表面に拡散する。この場合、最終工程において、プローブカード１０から基板１００をより容易に除去することができる。
【００６０】
図１０は、本発明の一実施形態に係るプローブカード１０を製造する工程の他の例の一部を示す模式図である。本実施例においては、図１０（ａ）に示すように、金バンプ２２をプローブピン１２の金属層２０上の一端に形成する。金バンプ２２は、バンプボンダにより形成されるのが好ましい。金バンプ２２は、金メッキにより形成されてもよい。図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように、図５に示した第１実施例と同様に、プローブカード１０を形成する。
【００６１】
本実施例においては、プローブカード１０の保持基板１６が数百ｍｍ程度の大規模な場合であって、金バンプ２２を保持基板１６の伝送線路１４上に形成するのが困難であっても、金バンプ２２をプローブピン１２側に形成するので、保持基板１６とプローブピン１２とを確実に接合させることができる。
【００６２】
図１１は、本発明の一実施形態に係るプローブカード１０を製造する工程の他の例の一部を示す模式図である。本実施例においては、図１１（ａ）に示すように、アモルファス合金層１８上に金属層２０を形成した直後に金バンプ２２を形成する。金バンプ２２は、メッキにより形成されるのが好ましい。その後、図１１（ｂ）〜図１１（ｇ）に示すように、図３〜図５に示した第１実施例と同様に、プローブカード１０を形成する。本実施例においては、金属層２０を形成した直後にメッキにより金バンプ２２を形成するので、金属層２０が基板１００に完全に密着した状態で金バンプ２２を形成することができる。そのため、その後の工程を歩留まり良く行うことができる。
【００６３】
本実施形態におけるプローブカード１０の製造方法によると、アモルファス合金によりプローブピン１２を形成しているため、プローブピン１２を過冷却液体域に押圧して加熱するだけで、湾曲した形状の複数のプローブピン１２を得ることができる。そのため、微細な構造のプローブピン１２を微細なピッチで並べたプローブカード１０を製造することができる。
【００６４】
また、本実施形態におけるプローブカード１０の製造方法によると、シリコン基板１００上に微細なピッチで複数のプローブピン１２を並べて形成した後に、高周波特性の高い伝送線路１４を有する保持基板１６に複数のプローブピン１２を一括で実装転写させるので、高周波特性の高いプローブカード１０を容易に製造することができる。また、プローブピン１２をアモルファス合金層１８と金属層２０により形成することにより、プローブピン１２自身の抵抗値を低減させることができる。そのため、高周波で動作する集積回路の特性を正確に試験することができる。
【００６５】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６６】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば微細な複数のプローブピンを微細なピッチで並べたプローブカードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプローブカードの第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示したプローブカードを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプローブピンを製造する工程を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る保持基板を製造する工程を示す模式図である。
【図５】図３に示したプローブピンを図４に示した配線基板に接合する工程を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るプローブピンを製造する工程の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るプローブピンを製造する工程の他の例を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るプローブカードを製造する工程の他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るプローブピンを製造する工程の他の例の一部を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るプローブカードを製造する工程の他の例の一部を示す模式図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るプローブカードを製造する工程の他の例の一部を示す模式図である。
【符号の説明】
１０…プローブカード、１２…プローブピン、１４…伝送線路、１６…保持基板、１８…アモルファス合金層、２０…金属層、２２…金バンプ、２４…突起部、５０…電子部品、５２…端子、１００…基板、１０２…保護膜、１０４…溝部、１０６…犠牲層、１１０…貫通孔、１２０…押圧冶具

Claims

電子部品の端子に接触し、前記電子部品の特性を試験するために用いるプローブカードであって、
アモルファス合金層を有し、少なくとも一部が湾曲したプローブピンと、
前記プローブピンの一端を保持する保持基板と、
前記保持基板に設けられ、前記プローブピンと電気的に接続された伝送線路とを備えることを特徴とするプローブカード。
前記プローブピンは、前記アモルファス合金層上に形成された金属層を含み、前記金属層が前記伝送線路に接続されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
前記アモルファス合金層は、パラジウムを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
前記プローブピンは、多端に設けられた突起部を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
前記保持基板に並べて設けられた複数の前記プローブピンを含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
電子部品の端子に接触し、前記電子部品の特性を試験するために用いるプローブピンであって、アモルファス合金層を有し、少なくとも一部が湾曲されたことを特徴とするプローブピン。
電子部品の端子に接触し、前記電子部品の特性を試験するために用いるプローブカードを製造するプローブカード製造方法であって、アモルファス合金層を有し、一端が基板に接続されたプローブピンを形成するステップと、前記アモルファス合金層を加熱するステップと、前記プローブピンの少なくとも一部が湾曲するように、前記プローブピンの他端を押圧するステップと、
導電性材料を含む伝送線路を形成した保持基板を準備するステップと、前記プローブピンの前記一端を前記保持基板に接合するステップとを備えることを特徴とするプローブカード製造方法。
前記アモルファス合金層は、スパッタ法によりアモルファス合金を堆積させることにより形成されることを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記アモルファス合金層は、パラジウムを含むアモルファス合金を堆積させることにより形成されることを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、基板を準備するステップと、前記基板の所定の領域にアモルファス合金層を形成するステップと、前記所定の領域の一部を含む前記基板の一部を除去するステップと、を有することを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記基板の一部を除去するステップは、前記基板に開口部を形成するように前記基板の一部を除去し、前記プローブピンを押圧するステップは、前記開口部に挿入可能な突部を有する治具により前記アモルファス合金層を押圧することを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード製造方法。
前記アモルファス合金層を形成するステップは、前記基板上に犠牲層を形成するステップと、前記所定の領域の前記犠牲層を除去するステップと、前記アモルファス合金層をスパッタ法により形成するステップと、前記犠牲層及び前記犠牲層上に形成された前記アモルファス合金層を除去するステップとを有することを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード製造方法。
前記アモルファス合金層を形成するステップは、前記基板を粗面処理するステップを有し、
前記粗面処理した前記基板上に前記アモルファス合金層を形成することを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、前記基板と前記アモルファス合金層とを密着させる密着層を前記基板上に形成するステップをさらに有し、前記アモルファス合金層を形成するステップは、前記アモルファス合金層を前記密着層上に形成することを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード製造方法。
前記密着層を形成するステップは、組成比が約１：１であるチタンニッケル合金を含む層を形成することを特徴とする請求項１４に記載のプローブカード製造方法。
前記密着層を形成するステップは、クロム又はチタンを含む第１密着層を前記基板上に形成するステップと、銅を含む第２密着層を前記第１密着層上に形成するステップとを有し、前記アモルファス合金層を形成するステップは、前記アモルファス合金層を前記第２密着層上に形成することを特徴とする請求項１４に記載のプローブカード製造方法。
前記基板の上端から下端へ縮小する溝部を形成するステップをさらに備え、
前記アモルファス合金層を形成するステップは、前記基板の溝部に前記アモルファス合金層の他端が形成されるように前記アモルファス合金層を形成することを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード製造方法。
前記溝部を形成するステップは、前記基板の表面に保護膜を形成するステップと、前記溝部を形成すべき領域の前記保護膜を除去するステップと、前記保護膜をマスクとして異方性エッチングにより前記溝部を形成するステップとを有することを特徴とする請求項１７に記載のプローブカード製造方法。
前記保持基板に導電性材料を含む伝送線路を形成するステップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、前記基板に複数の前記プローブピンを形成し、前記接合するステップは、前記複数のプローブピンを前記保持基板に並べて接合することを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記接合するステップは、前記プローブピンの前記一端を前記保持基板に貼り合わせるステップと、前記プローブピンの前記一端を前記保持基板に熱圧着するステップとを有することを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記接合するステップは、前記プローブピンの前記一端及び前記保持基板の少なくとも一方にバンプを形成するステップと、前記バンプを介して前記プローブピンの前記一端を前記保持基板に貼り合わせるステップと、前記プローブピンの前記一端を前記保持基板に熱圧着するステップとを有することを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記基板の残りを除去するステップをさらに備えることを特徴とする請求項７から２２のいずれかに記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、前記基板と前記アモルファス合金層との間に剥離犠牲層を形成するステップをさらに備え、前記基板の残りを除去するステップは、前記剥離犠牲層及び前記基板の残りを除去することを特徴とする請求項２３に記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、前記アモルファス合金層上に、金属層を形成するステップをさらに有することを特徴とする請求項７に記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、前記金属層に含まれる金属が前記アモルファス合金層に拡散するのを防ぐバリヤ層を前記アモルファス合金層と前記金属層との間に形成するステップをさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載のプローブカード製造方法。
前記プローブピンを形成するステップは、前記アモルファス合金層と前記金属層とを密着させる密着層を前記アモルファス合金層上に形成するステップをさらに有し、前記金属層を形成するステップは、前記金属層を前記密着層上に形成することを特徴とする請求項２５に記載のプローブカード製造方法。
電子部品の端子に接触し、前記電子部品の特性を試験するために用いるプローブピンを製造するプローブピン製造方法であって、一端が基板に接続されたアモルファス合金層を形成するステップと、前記アモルファス合金層を加熱するステップと、前記アモルファス合金層の少なくとも一部が湾曲するように、前記アモルファス合金層の他端を押圧するステップとを備えることを特徴とするプローブピン製造方法。