JP2006010605A - プローブユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 適切な接触圧で検体と確実に導通させることができ、導線の電気抵抗を小さくできるプローブユニット、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 基板と、前記基板上に形成され、前記基板の縁部から突出し検体の電極に接触する先端部と前記先端部よりも厚い厚肉部とを有する導線と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はプローブユニット及びその製造方法に関する。

従来、並列配置された複数の導線が基板から突出し、その先端部分が検体の電極と接触するプローブユニットが知られている。特許文献１に記載されたプローブユニットでは導線が基板から突出しているため、オーバードライブをかけると導線の先端部およびその近傍が撓む。そのため導線の先端部と検体の電極とを適切な接触圧で確実に導通させることができる。
従来のプローブユニットでは、特許文献１などに開示されているとおり、導線の厚さが均一である。また導線を形成する材料および導線の厚さは、導線の基板から突出する部分の耐久性および上述の接触圧を考慮して設計される。そのため特許文献１に記載されたプローブユニットでは、導線を電気抵抗率の低い材料で形成したり導線を厚くしたりすることにより、導線の電気抵抗を小さく設計することは容易ではない。また導線の幅は検体の電極のピッチに応じて設計される。そのため導線の幅を広くすることにより、導線の電気抵抗を小さくすることができない。このようなプローブユニットでは、導体損が大きくなるため導通試験で使用可能な信号の周波数が狭くなる等の問題がある。

一方、特許文献２には、複数の導線がフィルム上に形成され、導線の先端部分がフィルムから突出し、先端部分より後端側に設けられている中間部分が先端部分と異なる材料で形成されるプローブユニットが開示されている。特許文献２に記載のプローブユニットでは、導線の中間部分を先端部分よりも電気抵抗率の低い材料で形成することができる。つまり、導線の電気抵抗を小さくできるため、導体損を小さくでき、導通試験で使用可能な信号の周波数を拡げることができる。
しかしながら、特許文献２に記載のプローブユニットは、支持金属板上に導線を形成し、導線のフィルムから突出させない部分とフィルムとを接着剤で接合し、支持金属板を分離して製造される。導線を支持金属板上に形成するため、導線の支持金属板側は平坦になる。また導線とフィルムとを接着剤で接合するため、導線のフィルム側には大きな段差を設けることができない。つまり特許文献２に記載のプローブユニットでは、導線の厚さを自由に設計して導線の電気抵抗を小さくすることができない。
特開２００２−２８６７５５号公報 特開２００３−５７２６６号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、適切な接触圧で検体と確実に導通させることができ、導線の電気抵抗を小さくできるプローブユニット、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためのプローブユニットは、基板と、前記基板上に形成され、前記基板の縁部から突出し検体の電極に接触する先端部と前記先端部よりも厚い厚肉部とを有する導線と、を備える。導線の先端部が基板の縁部から突出するので、オーバードライブをかけると先端部およびその近傍が撓む。そのため検体の電極に導線の先端部を適切な接触圧で確実に導通できる。ここで導線の先端部およびその近傍の厚さは、その耐久性と上述の接触圧とを考慮して設計されることが望ましい。そのため導線の先端部およびその近傍を厚くすることにより、導線の電気抵抗を小さくすることはできない。しかしながら導線は先端部と比較して厚い厚肉部を有している。そのため厚肉部の厚さを導線の電気抵抗を考慮して設計すれば、導線の電気抵抗を小さくすることができる。
前記導線は、前記先端部と前記厚肉部との間に前記先端部と同一厚さの薄肉部を有してもよい。
前記厚肉部と前記薄肉部との境界は、前記導線の前記基板上に形成されている部位に位置してもよい。

前記厚肉部と前記薄肉部との境界は、前記導線の前記基板の前記縁部から突出する部位に位置するのが望ましい。オーバードライブによって先端部およびその近傍が撓むと導線が基板から剥離する方向の力が導線に加わる。特に基板の縁部近傍の導線が撓むとその力が大きくなる。しかしながら厚肉部と薄肉部との境界が導線の基板の縁部から突出する部位に位置するため、基板の縁部近傍における導線の撓みを小さくできる。そのため導線が基板の縁部から剥離することを防止できる。
前記導線の前記基板と反対側の表面に、前記厚肉部と前記薄肉部との境界の段差が形成されていてもよい。

前記導線は、前記先端部と前記薄肉部と前記厚肉部の下部層とに相当する第一層と、前記厚肉部の上部層に相当し前記第一層と異なる材質の第二層とを有するのが望ましい。第一層は先端部および薄肉部に相当する。そのため第一層を形成する材料は、オーバードライブによる先端部と検体の電極との接触圧と、その耐久性とを考慮して設計されるのが望ましい。上述の接触圧と耐久性とを考慮して第一層を設計すると、第一層を電気抵抗率の低い材料で形成するなどして、導線の電気抵抗を小さくすることは容易ではない。しかしながら導線は、第一層と異なる材質の第二層を有する。そのため第二層を第一層と比較して電気抵抗率の低い材料で形成すれば、導線の電気抵抗を小さくすることができる。

前記薄肉部は、前記厚肉部との境界に一端が位置する薄肉層を有し、前記厚肉部は、前記薄肉部との境界で前記薄肉層の一端に接続し前記薄肉層よりも厚く前記薄肉層と異なる材質の厚肉層を有するのが望ましい。厚肉部は薄肉部が有する薄肉層と異なる材質の厚肉層を有する。そのため厚肉層を薄肉層と比較して電気抵抗率の低い材料で形成すれば、導線の電気抵抗を小さくすることができる。

前記導線は、内部と異なる材質の表面層を有するのが望ましい。表面層を電気抵抗率の低い材料で形成すれば、導線の電気抵抗を小さくできる。特に高周波の電気信号は表皮効果によって表面層を伝わるので、高周波の電気信号に対する導体損を効果的に低減できる。また導線の先端部の表面に先端部の内部よりも硬質な材料で表面層を形成すれば、導線の先端部が検体の電極との接触によって摩耗することを抑制できる。

上記目的を達成するためのプローブユニットの製造方法は、基板に凹部を形成する凹部形成工程と、前記基板上に前記凹部を埋める犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、一端が前記犠牲層上に位置する前記第一層を前記犠牲層および前記基板上に形成する第一層形成工程と、少なくとも前記一端を除く前記第一層上に前記第二層を形成する第二層形成工程と、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を含むのが望ましい。一端が犠牲層上に位置する第一層を犠牲層および基板上に形成し、犠牲層を除去するため、第一層の一端は基板の凹部に突出する。また少なくとも一端を除く第一層上に第二層を形成するため、第二層が第一層に形成されている部分は第二層が第一層に形成されていない部分と比較して第二層の厚さだけ厚くなる。つまり請求項９に係るプローブユニットの製造方法によれば、導線の先端部に相当する第一層の一端が基板から突出する請求項６に記載のプローブユニットを製造できる。
尚、本明細書において、「・・・上に形成する」とは、技術上の阻害要因がない限りにおいて、「・・・上に直に形成する」と、「・・・上に中間物を介して形成する」の両方を含む意味とする。

上記目的を達成するためのプローブユニットの製造方法は、基板に凹部を形成する凹部形成工程と、前記基板上に前記凹部を埋める犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、一端が前記犠牲層上に位置する前記薄肉層を形成する薄肉層形成工程と、一端が前記薄肉層の他端に接続する前記厚肉層を形成する厚肉層形成工程と、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を含むのが望ましい。一端が犠牲層上に位置する薄肉層を形成し、犠牲層を除去するため、薄肉層の一端が凹部に突出する。つまり請求項１０に係るプローブユニットの製造方法によれば、導線の先端部に相当する薄肉層の一端が基板から突出する請求項７に記載のプローブユニットを製造できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まずプローブユニットの構成を複数の実施例に基づいて説明する。
（プローブユニットの第一実施例）
図１は本発明のプローブユニットの第一実施例によるプローブユニット１の構成を表す模式図である。プローブユニット１は、プローブ４と液晶パネルやＩＣ（Integrated Circuit）等の検体５の電極５ａとを導通させて検体５の電気的特性を検査するために用いるものである（図７参照）。プローブユニット１は、後述するオーバードライブによる検体５の電極５ａとの接触圧を考慮して設計可能な薄肉部４ｂと、プローブ４の電気抵抗を考慮して設計可能な厚肉部４ｃとを有する。そのため適切な接触圧で検体５の電極５ａと接触させて導通させることができるとともに、プローブ４の電気抵抗を小さくできる。

基板２はセラミックで板状に形成されている。尚、基板２はガラスセラミック、ガラス、シリコン、金属等の無機物の他、樹脂でもよい。
基板２上には複数のプローブ４が形成されている。導線としてのプローブ４は、先端部４ａ、薄肉部４ｂ、および厚肉部４ｃを有する。先端部４ａは基板２の縁部２ａから突出している。薄肉部４ｂは先端部４ａと厚肉部４ｃとの間に形成されている。薄肉部４ｂは先端部４ａと同じ厚さに形成され、厚肉部４ｃは先端部４ａおよび薄肉部４ｂと比較して厚く形成されている。本実施例では、薄肉部４ｂと厚肉部４ｃとの境界４０が基板２上に位置し、薄肉部４ｂと厚肉部４ｃとによる段差４２がプローブ４の表面の基板２と反対側に形成されているプローブユニット１について説明するが、プローブユニットの形状はこれに限定されない。例えばプローブユニットの第二実施例で説明するプローブユニット１６１のプローブ４のように、薄肉部４ｂと厚肉部４ｃとの境界４０が基板２上に位置していなくてもよいし（図９参照）、図２に示すプローブユニット１１１のプローブ４のように、段差４２がプローブ４の表面の基板２側に形成されていてもよい。

プローブ４は、第一層６と第二層８と表面層１０とを有している。
先端部４ａ、薄肉部４ｂおよび厚肉部４ｃの下部層としての第一層６は、基板２上に形成されている。先端部４ａとしての第一層６の一端６ａは、基板２の縁部２ａから突出している。第一層６の基板２の縁部２ａから突出する部分は、後述するオーバードライブによりプローブ４の先端部４ａが検体５の電極５ａに接触した状態で撓む（図７参照）。そのため第一層６の材料とその厚さとは、オーバードライブによる先端部４ａと検体５の電極５ａとの接触圧と、その耐久性とを考慮して設計されるのが望ましい。
表１は、図３のようにＮｉＦｅで形成した第一層６でオーバードライブの距離（ＯＤ）に対する接触圧（Ｗ）および応力（σ）の関係を検証した実験結果である。第一層６は、幅（Ｂ）５０μｍ、基板２の縁部２ａから突出する部分の長さ（Ｌ）１．２ｍｍのものを用いた。ＮｉＦｅのヤング率（Ｅ）は２１４１４ｋｇｆ／ｍｍ²であり、降伏点は１３０ｋｇｆ／ｍｍ²であるとする。

この実験結果によると、厚さ（Ｔ）０．０２ｍｍの第一層６では、オーバードライブ距離（ＯＤ）が０．０５ｍｍから０．２ｍｍまでの範囲で降伏点より小さい応力（σ）になる。例えば、オーバードライブ距離（ＯＤ）が０．２ｍｍのときの応力（σ）は８９．２２５ｋｇｆ／ｍｍ²であり、降伏点の１３０ｋｇｆ／ｍｍ²よりも小さい。一方、厚さ（Ｔ）０．０３ｍｍの第一層６では、オーバードライブ距離（ＯＤ）が０．２ｍｍで降伏点より大きな応力（σ：１３３．８３８ｋｇｆ／ｍｍ²）となる。つまりオーバードライブの距離が０．０５ｍｍから０．２ｍｍで使用されるプローブユニット１の第一層６は、ＮｉＦｅで、厚さ０．０２ｍｍ、幅５０μｍ、基板２の縁部２ａから突出する部分の長さ１．２ｍｍに形成すればよい。尚、第一層６を形成する材料は、ＮｉＦｅに限定されない。例えば第一層６を形成する材料は、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎ等のＮｉ合金でもよいし、Ｎｉでもよい。

第二層８は第一層６上に形成されている。厚肉部４ｃの上部層としての第二層８は、オーバードライブにより撓まない。そのため第二層８の材料とその厚さとは、プローブ４の電気抵抗を考慮して設計されることが望ましい。例えば第二層８はＣｕで形成する。尚、第二層８は第一層６の材料よりも電気抵抗率の低い材料で形成されることが望ましいが、Ｃｕに限定されない。例えば第二層８の材料は、第一層６と同一材料のＮｉＦｅでもよいし、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎ等のＮｉ合金でもよいし、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ等でもよい。

表面層１０は、第一層６上と第二層８上とにＡｕで形成されている。尚、表面層１０は、電気抵抗率の低い材料で形成されることが望ましいが、Ａｕに限定されない。例えば表面層１０の材料は、Ａｕ合金、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等でもよい。また表面層１０の形状およびその配置は、図１に示す形状および配置に限定されない。例えば図４に示すプローブユニット１２１のように、第一層６および第二層８の表面を覆う表面層１０を形成してもよい。また図５に示すプローブユニット１３１のように、第一層６上と第二層８上とにそれぞれ表面層１０としての第一表面層１０ａと第二表面層１０ｂとを形成してもよいし、第一層６上と第二層８上とのいずれか一方に表面層１０を形成してもよい。また検体５の検査の仕様を満足するのであれば、図６に示すプローブユニット１４１のように表面層を有していなくてもよい。

表２は、第一層６の厚さ（Ｔ１）、第二層８の厚さ（Ｔ２）、および表面層１０の厚さ（Ｔ３）とプローブの電気抵抗（Ｒ）との関係の算出結果である。プローブは、幅５０μｍ、基板２の縁部２ａから突出する部分（突出部）の長さ１．２ｍｍ、基板２上に形成されている部分（配線部）の長さ３．０ｍｍとしている。ＮｉＦｅで形成されている第一層６の電気抵抗（Ｒ１）、Ｃｕで形成されている第二層８の電気抵抗（Ｒ２）、およびＡｕで形成されている表面層１０の電気抵抗（Ｒ３）は、それぞれＮｉＦｅの電気抵抗率を２０μΩｃｍ、Ｃｕの電気抵抗率を２μΩｃｍ、Ａｕの電気抵抗率を３μΩｃｍとして算出している。尚、プローブが有していない層は、その層の厚さを０で示している。

この算出結果によると、第二層８および表面層１０を有しているプローブ４（プローブＣ）では、第二層および表面層を有していないプローブ（プローブＡ）と比較して、０．６９３Ωの電気抵抗を低減できる。また第二層８を有しているが表面層を有していないプローブ４（プローブＢ）では、プローブＡと比較して０．５７１Ωの電気抵抗を低減できる。

図７は、プローブユニット１を用いた検体５の電気的特性の検査方法を説明する模式図である。プローブ４の先端部４ａと検体５の電極５ａとを一対一で接触させて、プローブ４と検体５の電極５ａとを導通させる。
まず図７（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、プローブ４と検体５の電極５ａが一対一で対応するように、プローブユニット１を検体５に対して配置する。

次に図７（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、プローブユニット１を検体５に接近させてプローブ４の先端部４ａを電極５ａに接触させる。さらにプローブユニット１を検体５に接近させると（すなわち、オーバードライブをかけると）、プローブ４の先端部４ａと薄肉部４ｂの一部とはオーバードライブにより撓む。このとき第一層６の材料とその厚さとがオーバードライブによる接触圧を考慮して設計されていれば、プローブ４の先端部４ａと検体５の電極５ａとを適切な接触圧で接触させることができる。

次に、プローブ４と検体５の電極５ａとを導通させた状態で、検査装置本体からプローブ４を通じて電極５ａに検査信号を入力し、検体５の電気的特性を検査する。このときプローブ４の電気抵抗が小さければ、広範囲の周波数の検査信号を使用して検体５の検査を行うことができる。
検査終了後に検体５とプローブユニット１を離間させると、プローブ４は弾性により検査前の状態に復元する。

以上説明したプローブユニットの第一実施例に係るプローブユニット１によると、プローブ４の先端部４ａと薄肉部４ｂの一部とが基板２の縁部２ａから突出するため、オーバードライブをかけるとプローブ４の先端部４ａが検体５の電極５ａに接触した状態でプローブ４の先端部４ａと薄肉部４ｂの一部とが撓む。そのため第一層６の材料とその厚さとをオーバードライブによる接触圧を考慮して設計すれば、検体５の電極５ａにプローブ４の先端部４ａを適切な接触圧で接触させてプローブ４と電極５ａとを確実に導通させることができる。

しかしながら、第一層６の材料とその厚さとをオーバードライブによる接触圧を考慮して設計すると、プローブ４の電気抵抗を小さく設計することは容易ではない。しかしながら、プローブユニット１の厚肉部４ｃは第二層８を有している。そのため第二層８の厚さだけ厚肉部４ｃの厚さが厚くなる。さらに第二層８の材料とその厚さとをプローブ４の電気抵抗を考慮して設計することもできるため、プローブ４の電気抵抗を小さくできる。つまりプローブ４による導体損を小さくすることができる。
また、プローブ４は電気抵抗率の低いＡｕの表面層１０を有している。そのためプローブ４の電気抵抗を小さくできる。特に高周波の電気信号は表皮効果によってプローブ４の表面に近い表面層１０を伝わるので、高周波の電気信号に対する導体損を効果的に低減することができる。

尚、プローブ４は第一層６と第二層８と表面層１０とを有しているとして説明したが、プローブ４の構成はこれに限定されない。例えば図８に示すプローブユニット１５１ように、厚肉部４ｃの上部層としての第三層１５２を有していてもよい。

（プローブユニットの第二実施例）
プローブユニットの第二実施例によるプローブユニット１６１は、プローブの形状が第一実施例によるプローブユニット１と異なる。尚、第二実施例では第一実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図９は、本発明のプローブユニットの第二実施例によるプローブユニット１６１の構成を表す模式図である。プローブユニット１６１のプローブ４の厚肉部４ｃは、基板２の縁部２ａから突出している。つまり薄肉部４ｂと厚肉部４ｃとの境界４０はプローブ４の基板２の縁部２ａから突出する部位に位置する。尚、厚肉部４ｃとしての第二層８と表面層１０とが基板２の縁部２ａから突出しているとして説明したが、プローブ４の構成はこれに限定されない。例えば、表面層１０のみが基板２の縁部２ａから突出していてもよいし、プローブユニット１４１のように表面層１０を有していないプローブユニットでは、第二層８のみが基板２の縁部２ａから突出していてもよい。

図１０は、検体５の導通試験においてオーバードライブをかけたときのプローブユニット１６１の状態を表す模式図である。プローブ４の先端部４ａおよび薄肉部４ｂはオーバードライブによって撓むが、厚肉部４ｃの基板２の縁部２ａから突出する部分はほとんど撓まない。つまり基板２の縁部２ａ近傍におけるプローブ４の撓みは小さい。

プローブ４の基板２の縁部２ａから突出する部分がオーバードライブにより撓むと、プローブ４を基板２から剥離する方向の力がプローブ４に加わる。特に基板２の縁部２ａ近傍のプローブ４が撓むとその力が大きくなる。しかしながら、以上説明したプローブユニットの第二実施例に係るプローブユニット１６１によると、厚肉部４ｃがプローブ４の基板２の縁部２ａから突出しているため、基板２の縁部２ａ近傍におけるプローブ４の撓みを小さい。つまりプローブ４を基板２から剥離する方向の力を低減できるため、プローブ４が基板２の縁部２ａから剥離することを防止できる。

（プローブユニットの第三実施例）
プローブユニットの第三実施例によるプローブユニット１７１は、プローブ４の構成が第一実施例によるプローブユニット１と異なる。尚、第三実施例では第一実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、本発明のプローブユニットの第三実施例によるプローブユニット１７１の構成を表す模式図である。
薄肉層１２はＮｉＦｅで基板２に形成されている。先端部４ａとしての薄肉層１２の一端１２ａは、基板２の縁部２ａから突出している。薄肉層１２の基板２の縁部２ａから突出する部分はオーバードライブにより撓むため、薄肉層１２の厚さとその材料とは、オーバードライブによる先端部４ａと検体５の電極５ａとの接触圧と、その耐久性とを考慮して設計されることが望ましい。尚、薄肉層１２の材料はＮｉＦｅに限定されない。例えば薄肉層１２の材料は、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎ等のＮｉ合金でもよいし、Ｎｉでもよい。

厚肉層１４はＣｕで薄肉層１２より厚く形成されている。厚肉層１４は、薄肉層１２の他端１２ｂに接続している。尚、厚肉層１４は、薄肉層１２を形成する材料よりも電気抵抗率の低い材料で形成されることが望ましいが、Ｃｕに限定されない。具体的には例えば、厚肉層１４の材料は、薄肉層１２と同一材料のＮｉＦｅでもよいし、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎ等のＮｉ合金でもよいし、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ等でもよい。また図１２に示すプローブユニット１８１のように、厚肉層１４に薄肉層１２の他端１２ｂを埋没させてもよい。また図１３に示すプローブユニット１９１のように、厚肉層１４の一端１４ａ側の一部上にも薄肉層１２を形成してもよい。

以上説明した本発明のプローブユニットの第三実施例に係るプローブユニット１７１によると、プローブ４の先端部４ａと薄肉部４ｂとに相当する薄肉層１２が基板２の縁部２ａから突出するため、薄肉層１２の厚さと材料とをオーバードライブによる先端部４ａと検体５の電極５ａとの接触圧を考慮して設計すれば、検体５の電極５ａにプローブ４の先端部４ａを適切な接触圧で接触させてプローブ４と検体５の電極５ａとを確実に導通できる。
また、厚肉層１４は薄肉層１２より厚く形成されているため、プローブ４の電気抵抗を小さくできる。また厚肉層１４の材料とその厚さとをプローブ４の電気抵抗を考慮して設計すれば、プローブ４の電気抵抗をさらに小さくすることができる。

尚、上記複数のプローブユニットの実施例では、プローブ４は、電気抵抗率の低い材料（例えばＡｕ）の表面層１０を有しているとして説明したが、プローブ４の先端部４ａの表面にその内部よりも硬質の材料の表面層１０を形成してもよい。オーバードライブをかけると硬質の表面層１０が検体５の電極５ａに接触するため、プローブ４の先端部４ａが検体５の電極５ａとの接触により摩耗することを抑制できる。

次に、プローブユニットの製造方法について複数の実施例に基づいて説明する。
（製造方法の第一実施例）
図１４および図１５は、製造方法の第一実施例を説明するための模式図である。製造方法の第一実施例による製造方法によればプローブユニット１を製造できる。尚、プローブユニットの第一実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。
まず、セラミックで形成された基板２に溝状の凹部２００を形成する（図１４（Ａ１）参照）。この工程が特許請求の範囲に記載の「凹部形成工程」に相当する。尚、基板２はガラスセラミック、ガラス、シリコン、金属等の無機物の他、樹脂でもよい。また凹部２００は、板状に成形した基板２に切削加工などで基板２の一部を除去することにより形成してもよいし、凹部２００を有する形状に基板２を成形することにより形成してもよい。
次に、凹部２００を埋める犠牲層２０４をＣｕで形成する（図１４（Ａ１）参照）。この工程が特許請求の範囲に記載の「犠牲層形成工程」に相当する。尚、犠牲層２０４の材料は後述する犠牲層２０４を除去する工程で除去可能であればよく、Ｃｕに限定されない。

次に、基板２および犠牲層２０４上に、凹部２００の長手方向に直交する方向に長い棒状の第一層６を、その一端６ａが犠牲層２０４上に位置するように形成する。具体的には例えば、スパッタなどにより基板２および犠牲層２０４上に第一シード層２０６を形成し、第一層６を形成する部位を棒状に露出させる第一レジスト層２０８を第一シード層２０６上に形成する（図１４（Ａ２）参照）。そして第一レジスト層２０８から露出する第一シード層２０６上にＮｉＦｅをめっきすることにより、第一層６を形成する（図１４（Ａ３）参照）。ここで第一レジスト層２０８は、第一シード層２０６上にフォトレジストを塗布して形成したレジスト膜に所定形状のマスクを配置し、露光現像処理を行って不要なレジスト膜を除去して形成される。以上説明した第一層６を形成する工程が特許請求の範囲に記載の「第一層形成工程」に相当する。尚、第一層６は、Ｎｉ、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎなどで形成してもよい。また第一層６の形成方法はめっきに限定されない。第一層６をめっき以外の方法で形成するときは第一シード層２０６を形成しなくてもよい。以下では、シード層は第一シード層２０６と同様に形成され、レジスト層は第一レジスト層２０８と同様に形成されるものとする。

次に、第一層６上に第二層８を形成する。具体的には例えば、第一レジスト層２０８から露出する第一層６上にＣｕをめっきすることにより、第二層８を形成する（図１４（Ａ４）参照）。尚、第二層８は、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｕ、Ａｌ等により形成してもよい。また第二層８の形成方法はめっきに限定されない。
次に、第二層８の犠牲層２０４上の一端８ａから基板２上の所定の部位までの第二層８を除去する。具体的には例えば、第二層８の犠牲層２０４上の一端８ａから基板２上の所定の部位までの第二層８を露出させる第二レジスト層２１０を第一層６上に形成し（図１４（Ａ５）参照）、第二レジスト層２１０から露出する第二層８をエッチング等により除去する（図１４（Ａ６）参照）。第一層６上に第二層８を形成する工程から第二層８の一部を除去する工程までの工程が、特許請求の範囲に記載の「第二層形成工程」に相当する。

次に、第一レジスト層２０８と第二レジスト層２１０とを除去し、犠牲層２０４側に第一層６から露出する第一シード層２０６を、ミリング等により除去する（図１４（Ａ７）参照）。ここで第一レジスト層２０８および第二レジスト層２１０の除去には、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の液剤を用いる。以下では、レジスト層は、第一レジスト層２０８および第二レジスト層２１０と同様に除去されるものとする。
次に、第一層６上と第二層８上とに表面層１０を形成する。表面層１０の厚さは０．０１μｍから１０μｍ程度が望ましい。具体的には例えば、基板２および犠牲層２０４の第一層６が形成されていない部位上に第三レジスト層２１２を形成し（図１５（Ａ８）参照）、第三レジスト層２１２から露出する第一層６および第二層８上にＡｕをめっきすることにより、表面層１０を形成する（図１５（Ａ９）参照）。最後に第三レジスト層２１２を除去する。尚、表面層１０はＡｕ合金、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等により形成してもよい。また表面層１０の形成方法はめっきに限定されない。

次に、犠牲層２０４を除去する。具体的には例えば、第二層８を覆う保護膜２１４を形成し（図１５（Ａ１０）参照）、ウェットエッチング等により犠牲層２０４を除去し（図１５（Ａ１１）参照）、最後に保護膜２１４を除去する。ここで保護膜２１４とは、犠牲層２０４を除去するときに犠牲層２０４とともに第二層８が除去されないように保護する膜のことである。したがって保護膜２１４は、犠牲層２０４とともに除去されない材料で形成される。犠牲層２０４を除去する工程が特許請求の範囲に記載の「犠牲層除去工程」に相当する。尚、犠牲層２０４と第二層８とをＣｕで形成するため、保護膜２１４を形成するとして説明したが、犠牲層２０４と第二層８とを選択的に除去可能な材料で形成すれば、保護膜２１４を形成しなくてもよい。
次に、基板２および第一シード層２０６をダイシングで切断して整形する（図１５（Ａ１２）参照）。尚、基板２および第一シード層２０６の整形方法はダイシングによる切断に限定されない。

（製造方法の第二実施例）
製造方法の第二実施例による製造方法によればプローブユニット１を製造できる。製造方法の第二実施例による製造方法は、製造方法の第一実施例による製造方法と第二層形成工程が異なる。尚、製造方法の第二実施例ではプローブユニットの第一実施例、製造方法の第一実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１６は、製造方法の第二実施例を説明するための模式図である。
まず、製造方法の第一実施例と同様に形成した第一層６上（図１４（Ａ３）参照）に、第二層８を形成する部位を露出させる第四レジスト層２１６を形成する（図１６（Ａ１）参照）。具体的には、第一層６の犠牲層２０４上に位置する一端６ａから基板上の所定の部位までの第一層６上に第四レジスト層２１６を形成する。

次に、第四レジスト層２１６から露出する第一層６上にＣｕをめっきすることにより、第二層８を形成する（図１６（Ａ２）参照）。
次に、第一レジスト層２０８および第四レジスト層２１６を除去し、犠牲層２０４側に第一層６から露出する第一シード層２０６を除去する（図１６（Ａ３）参照）。
その後の工程は、製造方法の第一実施例と実質的に同一である（図１５参照）。

以上説明した本発明の製造方法の第一実施例、製造方法の第二実施例に係る製造方法によると、一端６ａが犠牲層２０４上に位置する第一層６を犠牲層２０４および基板２上に形成し、犠牲層２０４を除去するため、第一層６の一端６ａは基板２の凹部２００に突出する。
また、第二層８の犠牲層２０４上の一端８ａから基板２上の所定の部位までの第二層８を除去、または一端６ａから基板２上の所定の部位までの第一層６上を第四レジスト層２１６でマスクして第二層８を形成するため、第一層６の少なくとも一端６ａには第二層８は形成されない。また基板２上の所定の部位から第一層６の他端６ｂまでの第一層６上には第二層８が形成される。
また、基板２および犠牲層２０４の第一層６が形成されていない部位上に第三レジスト層２１２を形成し、第三レジスト層２１２から露出する第一層６および第二層８上に表面層１０を形成するため、第一層６上と第二層８上とに表面層１０を形成できる。つまりプローブユニットの第一実施例に係るプローブユニット１を製造できる。

（製造方法の第三実施例）
製造法の第三実施例による製造方法によれば、プローブユニット１２１を製造できる。製造法の第三実施例による製造方法は、製造方法の第一実施例による製造方法と表面層１０を形成する工程が異なる。尚、製造方法の第三実施例ではプローブユニットの第一実施例、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１７は、製造方法の第三実施例を説明するための模式図である。
まず、製造方法の第一実施例または製造方法の第二実施例と同様にして、基板２上に第一シード層２０６と第一層６と第二層８とを形成し、第一レジスト層２０８等を除去する（図１４（Ａ７）、図１６（Ａ３）参照）。
次に、犠牲層２０４を除去する。具体的には例えば、第二層８を覆う保護膜２１４を形成し（図１７（Ａ１）参照）、ウェットエッチング等により犠牲層２０４を除去し（図１７（Ａ２）参照）する。最後に保護膜２１４を除去する（図１７（Ａ３）参照）。
次に、第一層６および第二層８の表面を被覆する表面層１０を形成する（図１７（Ａ４）参照）。具体的には例えば、第一シード層２０６の第一層６が形成されていない部位に通電させて、Ａｕを電気めっきする。表面層１０の形成方法は電気めっきに限定されない。尚、通電させる部位は、第一層６上であっても、第二層８上であってもよい。
次に、製造方法の第一実施例と同様にして、基板２と第一シード層２０６と表面層１０とをダイシングで切断して整形する（図１７（Ａ５）参照）。
以上説明したように表面層を形成することにより、第一層６および第二層８の表面を被覆する表面層１０を形成できる。つまり製造法の第三実施例による製造方法によれば、プローブユニット１２１を製造できる。

（製造方法の第四実施例、製造方法の第五実施例）
製造法の第四実施例（または製造法の第五実施例）による製造方法によれば、プローブユニット１３１を製造できる。製造法の第四実施例（または製造法の第五実施例）によるの製造方法による製造方法は、製造方法の第一実施例から第三実施例による製造方法と表面層１０を形成する工程が異なる。尚、製造方法の第四実施例（または製造方法の第五実施例）ではプローブユニットの第一実施例、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１８は、プローブユニットの製造方法の第四実施例を説明するための模式図である。
まず、製造方法の第一実施例と同様にして形成した第一層６上（図１４（Ａ３）参照）に、第一表面層１０ａを形成する（図１８（Ａ１）参照）。第一表面層１０ａは、表面層１０と同様の材料および形成方法で形成する。具体的には例えば、第一レジスト層２０８から露出する第一層６上にＡｕをめっきすることにより第一表面層１０ａを形成する。
次に、第一表面層１０ａ上に第二層８を形成する。
次に、第二層８上に第二表面層１０ｂを形成する。第二表面層１０ｂは、表面層１０と同様の材料および形成方法で形成する。
次に、製造方法の第一実施例と同様の第二レジスト層２１０を第二表面層１０ｂ上に形成し、第二レジスト層２１０から露出する第二表面層１０ｂと第二層８とをエッチングなどで除去する（図１８（Ａ２）参照）。
次に、第一レジスト層２０８および第二レジスト層２１０を除去し、犠牲層２０４側に第一層６から露出する第一シード層２０６を除去する（図１８（Ａ３）参照）。
その後の工程は、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一である（図１５、図１７参照）。

図１９は、製造方法の第五実施例を説明するための模式図である。
まず、製造方法の第一実施例と同様にして形成した第一層６上（図１４（Ａ３）参照）に、第一表面層１０ａを形成する（図１９（Ａ１）参照）。具体的には例えば、第一レジスト層２０８から露出する第一層６上に第一表面層１０ａを形成する。
次に、第一表面層１０ａ上に第二層８を形成する。具体的には例えば、製造方法の第二実施例と同様の第四レジスト層２１６を第一表面層１０ａ上に形成し（図１９（Ａ１）参照）、第四レジスト層２１６から露出する第一表面層１０ａ上に第二層８を形成する（図１９（Ａ２）参照）。
次に、第二層８上に第二表面層１０ｂを形成する。具体的には例えば、第四レジスト層２１６から露出する第二層８上に第二表面層１０ｂを形成する。
次に、第一レジスト層２０８および第四レジスト層２１６を除去し、犠牲層２０４側に第一層６から露出する第一シード層２０６を除去する（図１９（Ａ３）参照）。
その後の工程は、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一である（図１５、図１７参照）。

（製造方法の第六実施例）
図２０は、製造方法の第六実施例を説明するための模式図である。製造方法の第六実施例による製造方法によればプローブユニット１７１を製造できる。尚、製造方法の第六実施例ではプローブユニットの第三実施例、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

まず、製造方法の第一実施例と同様にして、基板２に犠牲層２０４を形成する（図１４（Ａ１））。
次に、犠牲層２０４および基板２上に、凹部２００の長手方向に直交する方向に長い棒状の薄肉層１２を、その一端１２ａが犠牲層２０４上に位置するように形成する。具体的には例えば、基板２および犠牲層２０４上に第一シード層２０６を形成し、薄肉層１２を形成する部位を棒状に露出させる第五レジスト層２１８を第一シード層２０６上に形成する（図２０（Ａ１）参照）。そして第五レジスト層２１８から露出する第一シード層２０６上にＮｉＦｅをめっきすることにより、薄肉層１２を形成する（図２０（Ａ２）参照）。薄肉層１２を形成する工程が特許請求の範囲に記載の「薄肉層形成工程」に相当する。尚、薄肉層１２の材料は、ＮｉＦｅに限定されない。例えば薄肉層１２の材料は、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎ等のＮｉ合金でもよいし、Ｎｉでもよい。

次に、薄肉層１２の他端１２ｂで薄肉層１２に接続され、薄肉層１２と同一幅の厚肉層１４を棒状に形成する。具体的には例えば、厚肉層１４を形成する部位を棒状に露出させる第六レジスト層２２０を第一シード層２０６上に形成する（図２０（Ａ３）参照）。ここで第六レジスト層２２０は、薄肉層１２の他端面１２ｂを露出させた状態で薄肉層１２を埋没させている。そして第六レジスト層２２０から露出する第一シード層２０６上にＣｕをめっきすることにより、厚肉層１４を形成する（図２０（Ａ４）参照）。厚肉層１４は薄肉層１２より厚く形成するのが望ましい。厚肉層１４を形成する工程が特許請求の範囲に記載の「厚肉層形成工程」に相当する。尚、厚肉層１４の材料は、Ｃｕに限定されない。例えば厚肉層１４の材料は、薄肉層１２と同一材料のＮｉＦｅでもよいし、ＮｉＣｏ、ＮｉＭｎ等のＮｉ合金でもよいし、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ等でもよい。また薄肉層１２および厚肉層１４の形成方法は、めっきに限定されない。めっき以外の方法で薄肉層１２および厚肉層１４を形成するときは第一シード層２０６を形成しなくてもよい。
次に、第六レジスト層２２０を除去し、犠牲層２０４側に薄肉層１２から露出する第一シード層２０６をミリング等により除去する（図２０（Ａ５）参照）。
その後の工程は、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一である（図１５、図１７参照）。

（製造方法の第七実施例）
製造法の第七実施例による製造方法によれば、プローブユニット１９１を製造できる。製造法の第七実施例による製造方法は、製造方法の第六実施例による製造方法と薄肉層１２および厚肉層１４を形成する工程が異なる。尚、製造方法の第七実施例ではプローブユニットの第三実施例、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図２１は、プローブユニット１９１の製造方法を説明するための模式図である。
まず、製造方法の第一実施例と同様にして、基板２に犠牲層２０４を形成する（図１４（Ａ１）参照）。
次に、凹部２００の長手方向に直交する方向に長い棒状の厚肉層１４を基板２上に形成する。具体的には例えば、製造方法の第一実施例と同様に形成した第一シード層２０６に、厚肉層１４を形成する部位を棒状に露出させる第七レジスト層２２２を形成する（図２１（Ａ１）参照）。第七レジスト層２２２から露出する第一シード層２０６上にＣｕをめっきすることにより厚肉層１４を形成する（図２１（Ａ２）参照）。最後に第七レジスト層２２２を除去する。
次に、厚肉層１４と同一幅で厚肉層１４より薄い棒状の薄肉層１２を形成する。ここで薄肉層１２の一端１２ａは犠牲層２０４上に形成され、他端１２ｂは厚肉層１４の一端１４ａ側の一部上に形成される。具体的には例えば、厚肉層１４の一端１４ａ側の一部を除いて厚肉層１４を埋没させ、薄肉層１２を形成する部位を棒状に露出させる第八レジスト層２２４を形成する（図２１（Ａ３）参照）。そして第八レジスト層２２４から露出する第一シード層２０６と厚肉層１４と上に薄肉層１２を形成する（図２１（Ａ４）参照）。
次に、第八レジスト層２２４を除去し、犠牲層２０４側に薄肉層１２から露出する第一シード層２０６をミリング等により除去する（図２１（Ａ５）参照）。
その後の工程は、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一である（図１５、図１７参照）。

以上説明した本発明の製造方法の第六実施例（または製造方法の第七実施例）に係る製造方法によると、一端１２ａが犠牲層２０４上に位置する薄肉層１２を犠牲層２０４および基板２上に形成し、犠牲層２０４を除去するため、薄肉層１２の一端１２ａは基板２の凹部２００に突出する。また、薄肉層１２と厚肉層１４とを有するため、厚肉層１４を薄肉層１２よりも厚く形成できる。つまりプローブユニットの第一実施例に係るプローブユニット１７１（またはプローブユニット１９１）を製造できる。
尚、製造方法の第六実施例では、薄肉層１２の他端１２ｂを露出させた状態で薄肉層１２を埋没させる第六レジスト層２２０を形成するとして説明したが、図２２に示すように薄肉層１２の他端１２ｂ側の一部を露出させる第六レジスト層２２０を形成すれば、薄肉層１２の他端１２ｂ側の一部が厚肉層１４の一端１４ａに埋没するプローブユニット１８１を製造できる。

（製造方法の第八実施例）
製造法の第八実施例による製造方法によれば、プローブユニット１１１を製造できる。尚、製造方法の第八実施例ではプローブユニットの第一実施例、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一な部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図２３は、プローブユニット１１１の製造方法を説明するための模式図である。
まず、製造方法の第一実施例と同様にして、基板２上に第一シード層２０６を形成し、第一シード層２０６上に第二層８を形成する部位を棒状に露出させる第九レジスト層２２８を形成する（図２３（Ａ１）参照）。そして第九レジスト層２２８から露出する第一シード層２０６上に第二層８を形成する（図２３（Ａ２）参照）。最後に第九レジスト層２２８を除去する。
次に、犠牲層２０４側に第二層８から露出している第一シード層２０６を除去する（図２３（Ａ３）参照）。

次に、第二層８を埋める第十レジスト層２３０を形成し、研磨などにより第二層８の上面と第十レジスト層２３０の上面とを平坦にする（図２３（Ａ４）参照）。尚、第二層８の上面と第十レジスト層２３０の上面とを平坦にする方法は研磨に限定されない。また製造上問題のない範囲に第二層８の上面と第十レジスト層２３０の上面とが平坦になるように第十レジスト層２３０を形成できれば、研磨などをしなくてもよい。

次に、凹部２００の長手方向に直交する方向に長い棒状の第一層６を、第二層８上に形成する。ここで第一層６は、一端６ａが第二層８の一端８ａから突出し、その一端６ａが犠牲層２０４上に位置するように形成する。具体的には例えば、第二層８および第十レジスト層２３０上に第二シード層２３４をスパッタなどにより形成し、第一層６を形成する部位を棒状に露出させる第十一レジスト層２３６を形成する（図２３（Ａ５）参照）。そして第十一レジスト層２３６から露出する第二シード層２３４上に第一層６を形成する（図２３（Ａ６）参照）。最後に第十一レジスト層２３６を除去する。

次に、第一層６から露出している第二シード層２３４を除去する（図２３（Ａ７）参照）。
次に、第十レジスト層２３０を除去する（図２３（Ａ８）参照）。
その後の工程は、上述の複数の製造方法の実施例と実質的に同一である（図１５、図１７参照）。

以上説明した本発明の製造方法の第八実施例に係る製造方法によると、第一層６の一端６ａを犠牲層２０４および第十レジスト層２３０を介して凹部２００上に形成し、犠牲層２０４および第十レジスト層２３０は除去するため、第二層８上に形成される第一層６は凹部２００に突出する。つまりプローブユニット１１１を製造できる。

（Ａ）は第一実施例に係るプローブのＸ１−Ｘ１断面図である。（Ｂ）は平面図である。 （Ａ）は第一実施例に係るプローブの側面図である。（Ｂ）は平面図である。 （Ａ）は第一実施例に係るプローブの第一層の側面図である。（Ｂ）は平面図である。 プローブユニットの第一実施例に係るプローブの模式図である。 プローブユニットの第一実施例に係るプローブの模式図である。 プローブユニットの第一実施例に係るプローブの模式図である。 プローブユニットの第一実施例に係るプローブユニットによる導通試験を表す模式図である。 プローブユニットの第一実施例に係るプローブの模式図である。 （Ａ）はプローブユニットの第二実施例に係るプローブのＸ２−Ｘ２断面図である。（Ｂ）は平面図である。 プローブユニットの第二実施例に係るプローブユニットによる導通試験を表す模式図である。 プローブユニットの第三実施例に係るプローブの模式図である。 プローブユニットの第三実施例に係るプローブの模式図である。 プローブユニットの第三実施例に係るプローブの模式図である。 製造方法の第一実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第一実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第二実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第三実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第四実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第五実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第六実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第七実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第七実施例による製造方法を表す模式図である。 製造方法の第八実施例による製造方法を表す模式図である。

符号の説明

１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１ プローブユニット、２ 基板、２ａ 縁部（基板の縁部）、４ プローブ、５ 検体、５ａ 電極（検体の電極）、６ 第一層、８ 第二層、１０ 表面層、１０ａ 第一表面層（表面層）、１０ｂ 第二表面層（表面層）、４０ 境界（厚肉部と薄肉部との境界）

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に形成され、前記基板の縁部から突出し検体の電極に接触する先端部と前記先端部よりも厚い厚肉部とを有する導線と、
   を備えることを特徴とするプローブユニット。
2. 前記導線は、前記先端部と前記厚肉部との間に前記先端部と同一厚さの薄肉部を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
3. 前記厚肉部と前記薄肉部との境界は、前記導線の前記基板上に形成されている部位に位置することを特徴とする請求項２に記載のプローブユニット。
4. 前記厚肉部と前記薄肉部との境界は、前記導線の前記基板の前記縁部から突出する部位に位置することを特徴とする請求項２に記載のプローブユニット。
5. 前記導線の前記基板と反対側の表面に、前記厚肉部と前記薄肉部との境界の段差が形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のプローブユニット。
6. 前記導線は、前記先端部と前記薄肉部と前記厚肉部の下部層とに相当する第一層と、前記厚肉部の上部層に相当し前記第一層と異なる材質の第二層とを有することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のプローブユニット。
7. 前記薄肉部は、前記厚肉部との境界に一端が位置する薄肉層を有し、
   前記厚肉部は、前記薄肉部との境界で前記薄肉層の一端に接続し前記薄肉層よりも厚く前記薄肉層と異なる材質の厚肉層を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のプローブユニット。
8. 前記導線は、内部と異なる材質の表面層を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のプローブユニット。
9. 請求項６に記載のプローブユニットの製造方法であって、
   基板に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記基板上に前記凹部を埋める犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   一端が前記犠牲層上に位置する前記第一層を前記犠牲層および前記基板上に形成する第一層形成工程と、
   少なくとも前記一端を除く前記第一層上に前記第二層を形成する第二層形成工程と、
   前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
   を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。
10. 請求項７に記載のプローブユニットの製造方法であって、
    基板に凹部を形成する凹部形成工程と、
    前記基板上に前記凹部を埋める犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
    一端が前記犠牲層上に位置する前記薄肉層を形成する薄肉層形成工程と、
    一端が前記薄肉層の他端に接続する前記厚肉層を形成する厚肉層形成工程と、
    前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
    を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。

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