JP2003121469A

JP2003121469A - プローブの製造方法及びプローブカードの製造方法

Info

Publication number: JP2003121469A
Application number: JP2001319812A
Authority: JP
Inventors: Masao Okubo; 昌男大久保; Hideo Sakane; 英生坂根; Teppei Kimura; 哲平木村; Chikaomi Mori; 親臣森; Shinichiro Furusaki; 新一郎古崎; Yasuo Miura; 康男三浦; Tetsuji Ueno; 哲司上野
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】高集積化、微細化が進行した半導体集積回路
等の測定対象物に対応することができるプローブの製造
方法とする。【構成】接触部１１０を形成する凹部２１０が形成さ
れた基板２００に凹部２１０を露出させた第１開口２３
２を有する第１レジスト層２３１を形成し、凹部２１０
と第１開口２３２とに接触部となる第１メッキ構造体１
１０Ａを形成し、第１メッキ構造体１１０Ａの一部を露
出させた第２開口２４２を有する第２レジスト層２４１
を第１レジスト層２３１の上に形成し、第２開口２４２
にアーム部１２０となる第２メッキ構造体１２０Ａを第
１メッキ構造体１１０Ａと接続して形成し、第２メッキ
構造体１２０Ａを露出させた第３開口２６２を有する第
３レジスト層２６１を第２レジスト層２４１及び第２メ
ッキ構造体１２０Ａの上に形成し、第３開口２６２に接
続部１３０となる第３メッキ構造体１３０Ａを第２メッ
キ構造体１２０Ａと接続して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物である
半導体集積回路等の電気的諸特性を測定するプローブカ
ードに使用するプローブの製造方法及びプローブカード
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体集積回路の電気的諸特性
を測定するカンチレバータイプのプローブカードは、基
板に手作業や機械加工にて数多くのプローブを取り付け
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定対
象物としての半導体集積回路、ＬＣＤデバイス等は、急
速に高集積化及び微細化が進行しており、これらの電気
的諸特性の測定に使用するプローブカードは、従来の機
械加工及び手作業で製造されているカンチレバータイプ
では対応しきれなくなっている。すなわち、手作業で多
くのプローブを基板に配置すると、測定対象物の電極に
接触するプローブの先端の接触部の高さ、位置精度にば
らつきがあるため、非常に手間がかかっていた。また、
接触部の高さ、位置精度のばらつきは、測定対象物の電
極への接触の安定性を欠く要因となっていた。さらに、
手作業による組立には熟練を要するため、生産コスト、
生産時間の面からも望ましくない点がある。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、高集積化、微細化が進行した半導体集積回路
等の測定対象物に対応することができるプローブの製造
方法、プローブ及びプローブカードの製造方法を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブの
製造方法は、接触部を形成するための凹部が形成された
基板に少なくとも前記凹部を露出させた第１開口を有す
る第１レジスト層を形成する工程と、前記凹部と第１開
口とに接触部となる導電性を有する第１メッキ構造体を
形成する工程と、少なくとも前記第１メッキ構造体の一
部を露出させた第２開口を有する第２レジスト層を第１
レジスト層の上に形成する工程と、前記第２開口にアー
ム部となる導電性を有する第２メッキ構造体を前記第１
メッキ構造体と接続して形成する工程と、前記第２メッ
キ構造体の少なくとも一部を露出させた第３開口を有す
る第３レジスト層を前記第２レジスト層及び第２メッキ
構造体の上に形成する工程と、前記第３開口に接続部と
なる導電性を有する第３メッキ構造体を前記第２メッキ
構造体と接続して形成する工程とを備えている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
プローブの製造方法のうち、第１開口を形成するまでの
工程を示す概略的説明図、図２は本発明の実施の形態に
係るプローブの製造方法のうち、第２開口を形成するま
での工程を示す概略的説明図、図３は本発明の実施の形
態に係るプローブの製造方法のうち、第３開口を形成す
るまでの工程を示す概略的説明図、図４は本発明の実施
の形態に係るプローブの製造方法の第３メッキ構造体を
形成するまでの概略的説明図、図５は本発明の実施の形
態に係るプローブの製造方法によって製造されたプロー
ブの概略的正面図、図６は本発明の実施の形態に係るプ
ローブの製造方法によって製造されたプローブを用いた
プローブカードの製造方法を示す概略的説明図、図７は
本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法によって
製造されたプローブを用いたプローブカードの概略的正
面図である。なお、各図、特にプローブの製造方法を示
す各工程の図面では、各部の寸法は実際のものとは異な
るものである。

【０００７】まず、本発明の実施の形態に係るプローブ
の製造方法を説明する前に、このプローブの製造方法で
製造されるプローブ１００を図５を参照しつつ説明す
る。

【０００８】このプローブ１００は、図５に示すよう
に、先端が下向きの四角錐状に尖った接触部１１０と、
この接触部１１０の上端から水平方向に延びたアーム部
１２０と、このアーム部１２０の終端から上方に延びた
接続部１３０とが一体に形成されたものである。接触部
１１０は、測定対象物である半導体集積回路７００等の
電極７１０に接触する部分であり、接続部１３０は、プ
ローブカードの一部を構成する中間基板３００の下側接
点部３１０に電気的及び機械的に接続される部分であ
る。かかるプローブ１００は、１つのプローブカードに
数百本から数千本も用いられるのが一般的である。

【０００９】本発明の実施の形態に係るプローブの製造
方法は、接触部１１０を形成するための凹部２１０が形
成された基板２００に少なくとも前記凹部２１０を露出
させた第１開口２３２を有する第１レジスト層２３１を
形成する工程と、前記凹部２１０と第１開口２３２とに
接触部１１０となる導電性を有する第１メッキ構造体１
１０Ａを形成する工程と、少なくとも前記第１メッキ構
造体１１０Ａの一部を露出させた第２開口２４２を有す
る第２レジスト層２４１を第１レジスト層２３１の上に
形成する工程と、前記第２開口２４２にアーム部１２０
となる導電性を有する第２メッキ構造体１２０Ａを前記
第１メッキ構造体１１０Ａと接続して形成する工程と、
前記第２メッキ構造体１２０Ａの少なくとも一部を露出
させた第３開口２６２を有する第３レジスト層２６１を
前記第２レジスト層２４１及び第２メッキ構造体１２０
Ａの上に形成する工程と、前記第３開口２６２に接続部
１３０となる導電性を有する第３メッキ構造体１３０Ａ
を前記第２メッキ構造体１２０Ａと接続して形成する工
程とを有している。

【００１０】まず、基板２００としては、ウエハ等のシ
リコン基板を用いる。この基板２００には、周知のフォ
トリソグラフィー技術によって多数個の凹部２１０が形
成されている。この凹部２１０は、プローブ１００の接
触部１１０の一部を形成する部分であって、図１等に示
すように、下向きの四角錐状に形成されている。また、
かかる凹部２１０は、測定対象物である例えば半導体集
積回路７００の電極７１０の配置パターンに対応した位
置に形成されている。なお、基板２００としては、シリ
コン基板だけでなく、絶縁性を有するものであればよ
い。また、、前記凹部２１０は、フォトリソグラフィー
技術ではなく、ダイヤモンド圧子のような硬質の工具を
圧接することで形成することも可能である。

【００１１】基板２００には、図１（Ｂ）に示すよう
に、凹部２１０及び凹部２１０以外の上面に第１メッキ
構造体１１０Ａを形成する際の電極となるシード層２２
０がスパッタ法、蒸着法等によって形成される。

【００１２】かかる基板２００の上面にフォトレジスト
２３０をスピンコート等の適宜な手法で塗布する（図１
（Ｃ）参照）。そして、このフォトレジスト２３０に対
しては、前記凹部２１０の配置パターンに対応、すなわ
ち前記凹部２１０の位置と同じ位置に開口（図示省略）
が設けられたマスク（図示省略）を用いて露光が行われ
る。また、露光後のフォトレジスト２３０に対して現像
が行われ、図１（Ｄ）に示すように、凹部２１０の上部
のみからフォトレジスト２３０が除かれた第１開口２３
２を有する第１レジスト層２３１が形成される。なお、
この第１レジスト層２３１に対しては、平面度を確保す
るために研磨が行われる。また、この第１レジスト層２
３０を形成するためのフォトレジスト２３０には感光性
厚膜レジストが使用される。

【００１３】凹部２１０の上部のフォトレジスト２３０
が除かれた部分、すなわち第１開口２３２の深さと凹部
２１０の深さとを合わせた寸法は、５０〜２００μｍ程
度とする。

【００１４】基板２００に対してメッキを行い、凹部２
１０及び第１開口２３２とに跨がった第１メッキ構造体
１１０Ａを形成する（図２（Ａ）参照）。この第１メッ
キ構造体１１０Ａがプローブ１００の接触部１１０とな
るのである。また、第１メッキ構造体１１０Ａを形成し
た後に、表面の平面度を確保するために研磨が行われ
る。

【００１５】また、次に、第１メッキ構造体１１０Ａ及
び第１レジスト層２３１の上に第２レジスト層２４１と
なるフォトレジスト２４０をスピンコート等の適宜な手
法で塗布する（図２（Ｂ）参照）。このフォトレジスト
２４０には、感光性厚膜レジストを使用する。

【００１６】このフォトレジスト２４０に対しては、プ
ローブ１００のアーム部１２０に対応した開口（図示省
略）を有するマスク（図示省略）を用いて露光が行われ
る。また、露光後のフォトレジスト２４０に対して現像
が行われ、少なくとも第１メッキ構造体１１０Ａが露出
した第２開口２４２を有する第２レジスト層２４１が形
成される（図２（Ｃ）参照）。アーム部１２０に対応し
た第２開口２４２は、第１レジスト層２３１の上に形成
されているので、第２メッキ構造体１２０Ａは、第１レ
ジスト層２３１の上に延在するように形成される。な
お、この第２レジスト層２４１に対しては平面度を確保
するために研磨が行われる。

【００１７】この第２レジスト層２４１に形成される第
２開口２４２の深さは約十〜数百μｍ程度とし、長さは
数百μｍ〜１ｍｍ程度とする。

【００１８】前記第２レジスト層２４１の上面及び露出
した第１レジスト層２３１の上面には、図２（Ｄ）に示
すように、第２メッキ構造体１２０Ａを形成する際の電
極となるシード層２５０が形成される。

【００１９】基板２００に対してメッキを行い、第２開
口２４２に第２メッキ構造体１２０Ａを形成する（図３
（Ａ）参照）。この第２メッキ構造体１２０Ａは、第２
開口２４２からは第１メッキ構造体１１０Ａがシード層
２５０を介して露出しているため、第１メッキ構造体１
１０Ａと電気的及び機械的に接続した状態で形成され
る。この第２メッキ構造体１２０Ａがプローブ１００の
アーム部１２０となるのである。また、第２構造体１２
０Ａを形成した後に、表面の平面度を確保するために研
磨が行われる。

【００２０】さらに、第２レジスト層２４２及び第２メ
ッキ構造体１２０Ａの上に、第３レジスト層２６１とな
る感光性厚膜レジストであるフォトレジスト２６０をス
ピンコート法等の適宜な手法で塗布する（図３（Ｂ）参
照）。このフォトレジスト２６０に対しては、プローブ
１００の接続部１３０に対応した開口（図示省略）を有
するマスク（図示省略）を用いて露光が行われる。この
マスクの開口は、第２メッキ構造体１２０Ａの一部、具
体的には、第１メッキ構造体１１０Ａが形成された側と
は反対の側と重なるように配置されている。また、露光
後のフォトレジスト２６０に対して現像が行われ、少な
くとも第２メッキ構造体１２０Ａが露出した第３開口２
６２を有する第３レジスト層２６１が形成される（図３
（Ｃ）参照）。なお、この第３レジスト層２６１に対し
ては平面度を確保するために研磨が行われる。

【００２１】また、基板２００に対してメッキを行い、
第３開口２６２に第３メッキ構造体１３０Ａを形成する
（図４（Ａ）参照）。この第３メッキ構造体１３０Ａ
は、第３開口２６２から第２メッキ構造体１２０Ａの一
部が露出しているため、第２メッキ構造体１２０Ａと電
気的及び機械的に接続した状態で形成される。この第３
メッキ構造体１３０Ａがプローブ１００の接続部１３０
となるのである。また、第３メッキ構造体１３０Ａを形
成した後に、表面の平面度を確保するために研磨が行わ
れる。

【００２２】なお、この第３開口２６２の深さ、すなわ
ち接続部１３０となる第３メッキ構造体１３０Ａの高さ
寸法は５０〜２００μｍ程度とする。

【００２３】前記第３レジスト層２６１を形成する際の
マスクの開口が、後述するプローブカードの一部を構成
する中間基板３００の下側接点部３１０の配置パターン
と同一に形成されているため、形成された第３メッキ構
造体１３０Ａの配置パターンは、下側接点部３１０の配
置パターンに対応した位置に形成されている。

【００２４】このような工程を経ることによって、図５
に示すようなプローブ１００が製造、それも多数個のプ
ローブ１００が一度に製造されるのである。

【００２５】次に、上述したプローブの製造方法によっ
て製造されたプローブを用いてプローブカードを製造す
る作業について図６及び図７を参照しつつ説明する。

【００２６】このままの状態、すなわち第１〜第３レジ
スト層２３１、２４１、２６１及び基板２００が付随し
たままの状態で、プローブカードの一部を構成する中間
基板３００の下側接点部３１０と、前記接続部１３０を
構成する第３メッキ構造体１３０Ａの上面とが銀ペース
トやクリーム半田等の導電性接合剤４００を用いて接続
する（図６（Ａ）参照）。

【００２７】なお、前記中間基板３００の下面には下側
接点部３１０が半導体集積回路７００の電極７１０の配
置に対応して設置されている。また中間基板３００の上
面には上側接点部３２０が後述するマザーボート５００
の配線パターン５１０と対応して設置されている。そし
て、下側接点部３１０と上側接点部３２０とは、中間配
線部３３０によって電気的に接続されている。

【００２８】前記接続部１３０を構成する第３メッキ構
造体１３０Ａが中間基板３００の下側接点部３１０と接
続されたならば、周知のフォトレジスト除去装置を用い
て第１〜第３レジスト層２３１、２４１、２６１を除去
するとともに、前記基板２００を除去する（図６（Ｂ）
参照）。これによって、接続部１３０が中間基板３００
に接続された状態で多数個のプローブ１００が完成す
る。

【００２９】多数個のプローブ１００が接続された中間
基板３００をマザーボード５００に取り付けるととも
に、適宜な導電手段５２０、例えばボンディングワイヤ
等を用いて中間基板３００の上側接点部３２０と、マザ
ーボード５００の配線パターン５１０との下面側露出部
５１１とを接続することで、プローブカードが完成す
る。

【００３０】なお、図７における５３０は、マザーボー
ド５００に中間基板３００を取り付けるための取付部材
である。また、６００はウエハ状態の半導体集積回路７
００を吸着保持するテーブルである。

【００３１】なお、上述した実施の形態では、プローブ
１００の接触部１１０は下向きの四角錐状であるとした
が、下向きの三角錐状でも、五角錐状であってもかまわ
ない。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係るプローブカードの製造方法
は、接触部を形成するための凹部が形成された基板に少
なくとも前記凹部を露出させた第１開口を有する第１レ
ジスト層を形成する工程と、前記凹部と第１開口とに接
触部となる導電性を有する第１メッキ構造体を形成する
工程と、少なくとも前記第１メッキ構造体の一部を露出
させた第２開口を有する第２レジスト層を第１レジスト
層の上に形成する工程と、前記第２開口にアーム部とな
る導電性を有する第２メッキ構造体を前記第１メッキ構
造体と接続して形成する工程と、前記第２メッキ構造体
の少なくとも一部を露出させた第３開口を有する第３レ
ジスト層を前記第２レジスト層及び第２メッキ構造体の
上に形成する工程と、前記第３開口に接続部となる導電
性を有する第３メッキ構造体を前記第２メッキ構造体と
接続して形成する工程とを備えている。

【００３３】このように、フォトリソグラフィ技術を用
いてプローブを製造すると、初めから基板に凹部を形成
することにより、測定対象物である半導体集積回路の電
極の配置に対応した多数個のプローブを同時にかつ均一
に製造することができる。このため、従来のようにばら
ばらに製造されたプローブを手作業等によって基板に取
り付けるということが不要になる。このため、作業効率
の向上、それに伴うコストの低減という効果を得ること
ができる。また、プローブの基板に取り付ける作業が不
要になるので、プローブの先端の接触部の高さ、位置精
度を向上させることができる。さらに、より高集積化及
び微細化した半導体集積回路等にも対応することができ
るいわば次世代のプローブカードを提供することが可能
となる。

【００３４】また、前記凹部が角錐状であると、形成さ
れる接触部も角錐状になるので、半導体集積回路の電極
との接触が点接触となるとともに、前記電極の表面に形
成される絶縁層を破壊して良好な導通を確保することに
役立つ。

【００３５】さらに、前記凹部、第１開口、第２開口及
び第３開口は、測定対象物である半導体集積回路の電極
の配置パターンに対応して形成されているので、作業効
率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
のうち、第１開口を形成するまでの工程を示す概略的説
明図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
のうち、第２開口を形成するまでの工程を示す概略的説
明図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
のうち、第３開口を形成するまでの工程を示す概略的説
明図である。

【図４】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
の第３メッキ構造体を形成するまでの概略的説明図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
によって製造されたプローブの概略的正面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
によって製造されたプローブを用いたプローブカードの
製造方法を示す概略的説明図である。

【図７】本発明の実施の形態に係るプローブの製造方法
によって製造されたプローブを用いたプローブカードの
概略的正面図である。

【符号の説明】

１００プローブ１１０接触部１１０Ａ第１メッキ構造体１２０アーム部１２０Ａ第２メッキ構造体１３０接続部１３０Ａ第３メッキ構造体２００基板２１０凹部２３１第１レジスト層２３２第１開口２４１第２レジスト層２４２第２開口２６１第３レジスト層２６２第３開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村哲平兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者森親臣兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者古崎新一郎兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者三浦康男兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内 (72)発明者上野哲司兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内Ｆターム(参考） 2G011 AA02 AA15 AA17 AA21 AB01 AB06 AB07 AB08 AC14 AE01 AF07 4M106 AA01 BA01 CA70 DD03 DD10 DD30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接触部を形成するための凹部が形成され
た基板に少なくとも前記凹部を露出させた第１開口を有
する第１レジスト層を形成する工程と、前記凹部と第１
開口とに接触部となる導電性を有する第１メッキ構造体
を形成する工程と、少なくとも前記第１メッキ構造体の
一部を露出させた第２開口を有する第２レジスト層を第
１レジスト層の上に形成する工程と、前記第２開口にア
ーム部となる導電性を有する第２メッキ構造体を前記第
１メッキ構造体と接続して形成する工程と、前記第２メ
ッキ構造体の少なくとも一部を露出させた第３開口を有
する第３レジスト層を前記第２レジスト層及び第２メッ
キ構造体の上に形成する工程と、前記第３開口に接続部
となる導電性を有する第３メッキ構造体を前記第２メッ
キ構造体と接続して形成する工程とを具備したことを特
徴とするプローブの製造方法。
【請求項２】前記凹部は、角錐状であることを特徴と
する請求項１記載のプローブの製造方法。
【請求項３】前記凹部、第１開口、第２開口及び第３
開口は、測定対象物の電極の配置パターンに対応して形
成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプ
ローブの製造方法。
【請求項４】前記請求項１、２又は３記載のプローブ
の製造方法で形成されたプローブの接続部と、この接続
部の配置パターンに対応した下面側接点部を有する中間
基板とを導電性接合剤によって接続する工程と、前記第
１、第２及び第３のレジスト層を除去する工程と、前記
基板を除去する工程とを具備したことを特徴とするプロ
ーブカードの製造方法。