JP2006234511A - Microprobe manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロプローブの製造方法およびマイクロプローブに関する。 The present invention relates to a microprobe manufacturing method and a microprobe.
現在、試料表面のナノメートルオーダの微小な形状を観察する顕微鏡として、走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope)が知られている。特に、走査プローブとして探針(プローブ)を先端に設けたカンチレバを用いる原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)が知られている。 Currently, a scanning probe microscope (Scanning Probe Microscope) is known as a microscope for observing a nanometer-order minute shape on the surface of a sample. In particular, an atomic force microscope (AFM) using a cantilever provided with a probe (probe) at its tip as a scanning probe is known.
これら原子間力顕微鏡などのプローブ顕微鏡に用いられるプローブとしては、シリコンやシリコンナイトライド(窒化シリコン)から形成されたものが広く用いられている。
このプローブは、シリコンオンインシュレータ(SOI)ウエハを用いて、フォトリソグラフィープロセスにより、カンチレバ部と一体にその先端に形成されている(例えば、非特許文献1参照。)。
As probes used in probe microscopes such as these atomic force microscopes, probes formed of silicon or silicon nitride (silicon nitride) are widely used.
This probe is formed at the tip of the cantilever part integrally with the cantilever part by a photolithography process using a silicon on insulator (SOI) wafer (see, for example, Non-Patent Document 1).
また、シリコン半導体装置の製造工程においては、ウエハ上に多数のLSI素子を含む回路が形成された後に、回路と電気的に接続された所定のパッドにプローブを接触させ、回路の基本的な電気特性を検査するウエハ検査工程がある。
この検査工程では、上記パッドの配置レイアウトと略同一のレイアウトに配置された多数のプローブを備えるプローブカードが、ウエハの検査治具として用いられている。
上述のプローブカードとしては、タングステン等からなる細い線材をプローブとして用いたものが一般的に知られている(例えば、特許文献1および2参照。)。
In this inspection process, a probe card having a large number of probes arranged in a layout substantially the same as the layout of the pads is used as a wafer inspection jig.
As the above-mentioned probe card, one using a thin wire made of tungsten or the like as a probe is generally known (for example, see
上述の非特許文献1には、シリコンオンインシュレータ(SOI)ウエハを用いて、リアクティブイオンエッチング(RIE)プロセス等により、カンチレバ部の先端にプローブを形成する技術が開示されている。
この技術においては、製作プロセス上の制約により、プローブの形状は根本部分の径が大きく、先端が尖っている錐状になる。そのため、アスペクト比((プローブの高さ)/(プローブの根本部分の径))の高いプローブの形成が困難になるという問題があった。
このようなアスペクト比の低いプローブを原子間力顕微鏡などに用いると、例えば、略垂直な面を有する表面形状を観察する際に、錐状のプローブの側面が上記略垂直な面と接触してしまい、正確な表面形状が観察できないという問題があった。
Non-Patent
In this technique, the shape of the probe becomes a cone shape with a large diameter at the root portion and a sharp tip due to restrictions on the manufacturing process. Therefore, there is a problem that it is difficult to form a probe having a high aspect ratio ((probe height) / (probe root diameter)).
When such a low aspect ratio probe is used in an atomic force microscope, for example, when observing a surface shape having a substantially vertical surface, the side surface of the cone-shaped probe is in contact with the substantially vertical surface. Therefore, there is a problem that an accurate surface shape cannot be observed.
さらに、このようなプローブを上記のプローブカードに用いる場合には、シリコンのプローブには検査を行なうのに十分な導電性がないため、プローブ上に別途測定用として配線を形成する必要があり、製造工程が増えるという問題があった。
また、このようなプローブを上記のプローブカードに用いると、プローブ形状が錐状であってプローブの根本部が干渉することから、プローブのピッチ間隔が制限されるため、その配置レイアウトに制限が課せられ検査を行なえなくなる恐れがあった。
Furthermore, when such a probe is used for the above probe card, the silicon probe does not have sufficient conductivity to perform inspection, and therefore it is necessary to separately form wiring for measurement on the probe. There was a problem that the manufacturing process increased.
In addition, when such a probe is used in the above-described probe card, the probe shape is conical and the base part of the probe interferes, so that the pitch interval of the probe is limited, so that the layout of the probe is limited. There was a risk of being unable to perform the inspection.
また、ウエハ検査を行なうためにパッドとプローブとを接触させる際に、ウエハの保持治具などとプローブカードの付属装置などとの干渉を避けるため、プローブを高くしてウエハとプローブカードとの間隔を広くすることが要求されているが、プローブの高さに比例してプローブのピッチ間隔も広くなるという問題があった。 Also, when the pad and probe are brought into contact with each other for wafer inspection, the distance between the wafer and the probe card is increased by raising the probe in order to avoid interference between the wafer holding jig and the probe card accessory device. However, there is a problem that the pitch interval of the probes becomes wider in proportion to the height of the probe.
また、エッチングプロセス等によりプローブを形成する方法では、外乱の影響を受けやすいため、プローブの形成が容易でないという問題があった。 Further, the method of forming a probe by an etching process or the like has a problem that it is not easy to form a probe because it is easily affected by disturbance.
上述の特許文献1および2においては、タングステン等からなる細い線材をプローブとして用い、多数のプローブをパッドの配置レイアウトに合わせて一本ずつ接合固定したプローブカードが開示されている。
このプローブカードのプローブの形成は機械加工あるいは手作業で行なわれており、形成できるプローブ数に限界があった。
また、プローブカードへのプローブの接合も手作業によるため、プローブの先端間の距離(以下、ピッチと表記する。)は、約40μmから約50μm程度が限界であり、高集積化、微細化が進む半導体やLCDデバイス(液晶表示デバイス)などに対応するのが困難になっていた。
In the above-mentioned
The probe of the probe card is formed by machining or manual work, and there is a limit to the number of probes that can be formed.
In addition, since the probe is manually joined to the probe card, the distance between the probe tips (hereinafter referred to as the pitch) is limited to about 40 μm to about 50 μm, and high integration and miniaturization are possible. It has been difficult to cope with the progressing semiconductors and LCD devices (liquid crystal display devices).
例えば、320×240ピクセルの解像度を有するQVGA(Quarter Video Graphics Array)サイズのLCDデバイスにおいては、上述のパッドの間隔が20μm以下のものが実用化されようとしており、ピッチが約40μmから約50μm程度のプローブカードでは上記LCDデバイスの検査を行なえないという問題があった。 For example, in a QVGA (Quarter Video Graphics Array) size LCD device having a resolution of 320 × 240 pixels, the above-described pad spacing of about 20 μm or less is about to be put into practical use, and the pitch is about 40 μm to about 50 μm. However, this probe card has a problem that the LCD device cannot be inspected.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高アスペクトのプローブを形成するとともに、これらプローブを狭ピッチで形成することができるマイクロプローブの製造方法およびその製造方法で製造されたマイクロプローブを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a method of manufacturing a microprobe capable of forming high-aspect probes and forming these probes at a narrow pitch, and a manufacturing method thereof. An object of the present invention is to provide a microprobe.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、基板と、該基板の上に形成された所定形状の配線と、該配線の上に形成された所定金属からなるプローブとを有するマイクロプローブの製造方法であって、前記基板の上に所定形状の配線を形成する電鋳準備工程と、前記配線の上に電鋳により前記プローブを電鋳する電鋳工程と、を有するマイクロプローブの製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a method of manufacturing a microprobe having a substrate, a wiring having a predetermined shape formed on the substrate, and a probe made of a predetermined metal formed on the wiring. There is provided a method for manufacturing a microprobe having an electroforming preparation process for forming a predetermined-shaped wiring and an electroforming process for electroforming the probe on the wiring by electroforming.
本発明によれば、電鋳工程において、プローブを配線の上に電鋳して形成するため、上述の特許文献1のエッチングプロセス等を用いて形成されたプローブよりもじん性が高く、アスペクト比の高いプローブを形成することができる。また、電鋳によりプローブを形成するため、外乱の影響を受けにくく容易にプローブを製造することができる。
また、上述の特許文献2および3の細い線材を束ねたプローブと比較して、より狭いピッチ間隔で配列されたプローブを形成することができる。
According to the present invention, in the electroforming process, the probe is formed on the wiring by electroforming. Therefore, the probe has higher toughness than the probe formed by using the etching process of
Further, as compared with the probe in which the thin wire rods of
基板の上に配線を形成し、その配線を用いて所定金属からなるプローブを電鋳により形成するため、プローブ自体が導電性を備え、プローブと配線とが電気的に接続されている。そのため、別途工程を追加することなく、電気的特性を測定可能なプローブを製造することができる。 Since a wiring is formed on the substrate and a probe made of a predetermined metal is formed by electroforming using the wiring, the probe itself has conductivity, and the probe and the wiring are electrically connected. Therefore, a probe capable of measuring electrical characteristics can be manufactured without adding a separate process.
また、基板の上に配線を形成し、その配線を用いてプローブを電鋳により形成するため、プローブ形成に基板の材質が影響を与えることがない。そのため、基板に用いる材質の制限がなく、使用用途により適した材質を基板として用いることができる。
プローブは電鋳が可能な所定金属から形成されるため、電鋳が可能な金属であって、使用用途に適した材質をプローブとして用いることができる。
In addition, since the wiring is formed on the substrate and the probe is formed by electroforming using the wiring, the material of the substrate does not affect the probe formation. Therefore, there is no restriction | limiting of the material used for a board | substrate, The material suitable for a use application can be used as a board | substrate.
Since the probe is made of a predetermined metal that can be electroformed, it is a metal that can be electroformed, and a material suitable for the intended use can be used as the probe.
また、上記発明においては、前記電鋳準備工程が、前記基板の一方の面に導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の一部を除去して前記配線を形成する形状形成工程と、を有することが望ましい。
本発明によれば、基板の一方の面に導電膜を形成し、その導電膜の一部を除去することにより、基板の上に所定形状の配線を形成することができる。
Further, in the above invention, the electroforming preparation step includes a conductive film forming step of forming a conductive film on one surface of the substrate, and a shape forming step of forming the wiring by removing a part of the conductive film It is desirable to have.
According to the present invention, a conductive film is formed on one surface of a substrate, and a part of the conductive film is removed, whereby a wiring having a predetermined shape can be formed on the substrate.
さらに、上記発明においては、前記電鋳準備工程が、前記所定形状の配線と略同一の形状を有する配線形成孔が形成されたマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスクの上から導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記マスクを除去するマスク除去工程と、を有することが望ましい。
本発明によれば、基板の上に配線形成孔が形成されたマスクを形成し、マスクの上から導電層を形成するため、基板の上に所定形状の配線を形成できる。また、マスクの上に形成された余分な導電層は、マスクの除去の際にマスクと一緒に除去される。
配線形成孔が形成されたマスクを用いて配線を形成するため、複数の配線を同時に形成することができる。
Further, in the above invention, the electroforming preparation step includes a mask forming step of forming a mask in which a wiring forming hole having substantially the same shape as the predetermined shape of wiring, and a conductive film is formed on the mask. It is desirable to have a conductive film forming step to be formed and a mask removing step to remove the mask.
According to the present invention, the mask having the wiring formation holes formed on the substrate is formed, and the conductive layer is formed on the mask, so that the wiring having a predetermined shape can be formed on the substrate. Further, the excess conductive layer formed on the mask is removed together with the mask when the mask is removed.
Since the wiring is formed using the mask in which the wiring formation hole is formed, a plurality of wirings can be formed at the same time.
さらに、上記発明においては、前記電鋳工程が、前記配線上の前記プローブが形成される位置に、前記プローブと略同一形状の電鋳物形成用孔を有するフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記電鋳物形成用孔に所定金属を電鋳してプローブを形成するプローブ形成工程と、前記フォトレジスト層を除去するフォトレジスト層除去工程と、を有することが望ましい。
本発明によれば、フォトレジスト層に形成された電鋳物形成用孔内に所定金属を電鋳してプローブを形成するため、よりアスペクト比の高いプローブを形成することができる。
また、例えば、複数の電鋳物形成用孔が形成されたフォトレジスト層を形成することにより、同時に複数の高アスペクト比のプローブを形成することができる。
Furthermore, in the above invention, the electroforming step forms a photoresist layer having an electroformed product forming hole having substantially the same shape as the probe at a position where the probe is formed on the wiring. It is desirable to include a step, a probe forming step of forming a probe by electroforming a predetermined metal in the electroformed product forming hole, and a photoresist layer removing step of removing the photoresist layer.
According to the present invention, since a probe is formed by electroforming a predetermined metal in an electroformed product forming hole formed in a photoresist layer, a probe having a higher aspect ratio can be formed.
Further, for example, by forming a photoresist layer in which a plurality of electroformed product forming holes are formed, a plurality of high aspect ratio probes can be formed simultaneously.
上記発明においては、前記電鋳工程が、前記配線上に前記プローブと略同一形状、かつ、配置が略同一の電鋳物形成用孔を有するフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記電鋳物形成用孔に所定金属を電鋳してプローブを形成するプローブ形成工程と、前記フォトレジスト層を除去する型除去工程と、を有することが望ましい。 In the above invention, the electroforming step is a photoresist layer forming step of forming a photoresist layer having an electroformed product forming hole having substantially the same shape and arrangement as the probe on the wiring; It is desirable to have a probe forming step of forming a probe by electroforming a predetermined metal in the electroformed product forming hole and a mold removing step of removing the photoresist layer.
本発明によれば、フォトレジスト層に形成された電鋳物形成用孔内に所定金属を電鋳してプローブを形成するため、よりアスペクト比の高いプローブを形成することができる。
また、例えば、複数の電鋳物形成用孔が形成されたフォトレジスト層を形成することにより、同時に複数の高アスペクト比のプローブを形成することができる。
According to the present invention, since a probe is formed by electroforming a predetermined metal in an electroformed product forming hole formed in a photoresist layer, a probe with a higher aspect ratio can be formed.
Further, for example, by forming a photoresist layer in which a plurality of electroformed product forming holes are formed, a plurality of high aspect ratio probes can be formed simultaneously.
上記発明においては、前記電鋳工程後に、前記プローブの先端を電解研磨する先鋭化工程を有することが望ましい。
本発明によれば、電解研磨によりプローブの先端を先鋭化するため、上述の特許文献1のエッチングプロセス等を用いて形成されるプローブと比較して、容易にその先端を先鋭化できる。
つまり、エッチングプロセス等を用いてプローブ先端が一点に集中する形状にエッチングするためには種々の条件を調整する必要があるが、電界研磨を用いる方法ではそのような必要がなく容易に先鋭化できる。
また、上述の特許文献2および3の細い線材を用いたプローブと比較して、容易にその先端を先鋭化できるとともに、複数のプローブを同時に、同じ条件下で先鋭化することができる。
In the said invention, it is desirable to have the sharpening process of carrying out the electrolytic polishing of the front-end | tip of the said probe after the said electroforming process.
According to the present invention, since the tip of the probe is sharpened by electropolishing, the tip can be easily sharpened as compared with the probe formed by using the etching process of
In other words, various conditions need to be adjusted in order to etch into a shape in which the probe tip is concentrated at one point using an etching process or the like, but the method using electropolishing can be easily sharpened without such a need. .
In addition, the tip can be easily sharpened as compared with the probe using the thin wire rod of
本発明のマイクロプローブの製造方法によれば、電鋳工程においてプローブを配線の上に電鋳して形成するため高アスペクトのプローブを形成するとともに、これらプローブを狭ピッチで形成することができるという効果を奏する。 According to the microprobe manufacturing method of the present invention, the probe is formed on the wiring by electroforming in the electroforming process, so that high aspect probes can be formed and these probes can be formed at a narrow pitch. There is an effect.
〔マイクロプローブの製造方法〕
この発明の一実施形態に係るマイクロプローブの製造方法について、図1から図9を参照して説明する。
図1および図2は、本発明の一実施形態に係るマイクロプローブの製造方法の概略を説明するプロセス図である。
[Manufacturing method of microprobe]
A method for manufacturing a microprobe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2 are process diagrams for explaining an outline of a method of manufacturing a microprobe according to an embodiment of the present invention.
まず、図1(a)に示すように、基板3の一方の面全体に導電層5を形成する(導電膜形成工程)。
基板3としては絶縁性を有するものが好ましく、例えば、樹脂や、半導体や、ガラスなどを例示できる。さらには、金属などの導電性を有する基板表面に絶縁処理を施したものであってもよい。導電層5としては、導電性を有する各種金属を用いることができ、例えば、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銅(Cu)など例示できる。
First, as shown in FIG. 1A, a
The
次に、図1(b)に示すように、導電層5上にフォトレジスト層(マスク)7Aを全面に形成する。そして、後述する電鋳用配線のパターンが形成されたフォトマスク(図示せず)をフォトレジスト層7A上に配置して、紫外線等を照射し露光する。露光されたフォトレジスト層7Aを現像し、図1(c)に示すように、電鋳用配線が形成される領域にのみフォトレジスト層7Aが残るように、配線形成孔11が形成される。
フォトレジスト層7Aに配線形成孔11を形成した後に、図1(d)に示すように、配線形成孔11により露出した領域の導電層5をエッチングする。その後、図2(e)に示すように、フォトレジスト層7Aを除去することにより電鋳用配線(配線)13が形成される(形状形成工程、電鋳準備工程)。
なお、上述のように、フォトレジスト層7Aに紫外線等を照射し現像することにより配線形成孔11を形成してもよいし、電子ビーム(EB)を用いてフォトレジスト層7Aに直接描画し配線形成孔11を形成してもよい。
Next, as illustrated in FIG. 1B, a photoresist layer (mask) 7 </ b> A is formed on the entire surface of the
After forming the
As described above, the
フォトレジストとしては、紫外線や、電子ビームや、レーザなどの照射により露光が行なわれるものを用いることができ、紫外線等が照射された部分のパターンが残るネガ型タイプを用いてもよいし、紫外線等が照射された部分が後の現像処理によって除去されるポジ型タイプを用いてもよい。具体的には、SU−8や、PMMA(ポリメチルポリメタクリレート)や、感光性ポリイミドや、環化イソプレン系感光樹脂や、ノボラック系感光樹脂などを例示できる。 As the photoresist, one that is exposed by irradiation with ultraviolet rays, an electron beam, a laser, or the like can be used, and a negative type in which a pattern of a portion irradiated with ultraviolet rays or the like may be used may be used. Alternatively, a positive type in which a portion irradiated with etc. is removed by a later development process may be used. Specifically, SU-8, PMMA (polymethyl polymethacrylate), photosensitive polyimide, cyclized isoprene-based photosensitive resin, novolac-based photosensitive resin, and the like can be exemplified.
図3は、図2(e)の電鋳用配線の構成を説明する斜視図である。
電鋳用配線13は、図3に示すように、基板3の上に形成された共通配線部13aと、後述するプローブが形成される電鋳物形成部13bと、共通配線部13aおよび電鋳物形成部13bを電気的に接続する接続部13cとから構成されている。
FIG. 3 is a perspective view for explaining the configuration of the electroforming wiring of FIG.
As shown in FIG. 3, the
図4は、図2(g)の電鋳物形成用孔の構成、配置を説明する斜視図である。
電鋳用配線13が形成されたら、次に、図2(f)に示すように、基板3および電鋳用配線13の上に厚膜のフォトレジスト層7Bを形成する。
そして、後述するプローブのパターンが形成されたフォトマスク(図示せず)をフォトレジスト層7B上に配置して、紫外線等を照射し露光する。露光されたフォトレジスト層7Bを現像し、図2(g)および図4に示すように、フォトレジスト層7Bにプローブのパターンを有する電鋳物形成用孔17が形成される(フォトレジスト層形成工程)。
FIG. 4 is a perspective view for explaining the configuration and arrangement of the electroformed product forming holes of FIG.
After the
Then, a photomask (not shown) on which a probe pattern, which will be described later, is formed is placed on the
電鋳物形成用孔17はフォトレジスト層7Bに略円柱状に形成された孔であり、フォトレジスト層7Bの露光・現像により形成されるため、高アスペクト比の孔として形成することができる。
また、電鋳物形成用孔17は、電鋳用配線13の電鋳物形成部13bの一部領域が露出するように形成されている。
The electroformed
The electroformed
なお、本実施形態においては、略円柱状に形成された電鋳物形成用孔17に適用して説明したが、電鋳物形成用孔17は、略円柱状に形成されたものに限らず、その他さまざまな断面形状を有する柱形状に形成されても構わない。
In addition, in this embodiment, although demonstrated applying to the
次に、図2(h)に示すように、電鋳物形成用孔17に電鋳物(プローブ19)が電鋳(エレクトロフォーミング)される(プローブ形成工程)。具体的には、電鋳用配線13は直流電源の陰極と電気的に接続され、電鋳物形成用孔17により露出した電鋳物形成部13bにプローブ19が電鋳される。そのため、露出した電鋳物形成部13bにのみプローブ19が電鋳され、他のフォトレジスト層7B上にはプローブ19は電鋳されない。
Next, as shown in FIG. 2 (h), an electroformed product (probe 19) is electroformed (electroformed) into the electroformed product forming hole 17 (probe forming step). Specifically, the
図5は、図2(i)のプローブの構成、配置を説明する斜視図である。
プローブ19が電鋳されると、次にプローブ19の先端が研磨され、その高さがそろえられる。そして、図2(i)に示すように、フォトレジスト層7Bが剥離され(フォトレジスト層除去工程)、プローブ19の形成が完了する(電鋳工程)。
プローブ19を形成する材料としては電鋳可能な材料を用いることが好ましく、ニッケル(Ni)や、アルミニウム(Al)や、金(Au)や、銅(Cu)や、ロジウム(Rh)や、パラジウム(Pd)や、タングステン(W)などを例示できる。
FIG. 5 is a perspective view for explaining the configuration and arrangement of the probe shown in FIG.
When the
As a material for forming the
図6は、プローブの先鋭化工程を説明する図である。図7は、プローブの先端の電界研磨を説明する図である。
次に、プローブ19の先端を先鋭化する先鋭工程が行なわれる。
本実施形態においては、プローブ19が電鋳された工程(電鋳工程)の直後に先鋭工程を行なう例に適用して説明するが、先鋭工程は電鋳工程の後であればよく、その順序を特に限定するものでない。
FIG. 6 is a diagram for explaining a probe sharpening step. FIG. 7 is a diagram illustrating electropolishing of the tip of the probe.
Next, a sharpening process for sharpening the tip of the
In the present embodiment, description will be made by applying to the example in which the sharpening process is performed immediately after the process in which the
まず、図6に示すように、基板3上にフォトレジスト層7Cが形成される。フォトレジスト層7Cの膜厚は、プローブ19の先端部がフォトレジスト層7Cから突出する程度の膜厚が望ましい。
なお、上述のように、基板3の上にフォトレジスト層7Cを形成してもよいし、フォトレジスト層7Cの代わりに樹脂層を形成してもよく、後述する電界研磨の際に、基板3上の配線や、プローブ19の根本部などを保護できるものであればよい。
First, as shown in FIG. 6, a photoresist layer 7 </ b> C is formed on the
As described above, the
そして、図7に示すように、突出したプローブ19の先端部に対して電解研磨が行なわれる。
プローブ19がプローブ19を形成する金属に対応した酸などの薬液に浸され、測定用回路などを介して電界が印加される。すると、プローブ19先端の先端面と側面との稜線部19aに電界が集中して稜線部19aが集中的に研磨され、プローブ19の先端部は略円錐状に一点に集中するように先鋭化される。
Then, as shown in FIG. 7, electrolytic polishing is performed on the protruding tip portion of the
The
なお、上述のように先鋭工程を行なってプローブ19の先端を先鋭化してもよいし、使用用途により先鋭化の必要がなければ、先鋭工程を行なわなくてもよい。
In addition, the sharpening process may be performed as described above to sharpen the tip of the
図8は、図5の各プローブが電気的に独立した状態の構成を説明する斜視図である。
基板3上に複数のプローブ19が形成された後には、図8に示すように、電鋳用配線13の共通配線部13aの一部が切断され、各プローブ19が電気的に独立される。
具体的には、図1(b)から図1(d)に示した工程と同様に、基板3上にフォトレジスト層が形成され、フォトレジスト層を介して紫外線等を照射することでフォトレジスト層を露光する。そして、フォトレジスト層を現像して共通配線部13aの切断箇所を露出させる。露出させた共通配線部13aをエッチングすることにより切断し、各プローブを電気的に独立させる。その後、フォトレジスト層を剥離することにより、図8に示す状態となる。
FIG. 8 is a perspective view illustrating a configuration in which each probe of FIG. 5 is electrically independent.
After the plurality of
Specifically, as in the steps shown in FIGS. 1B to 1D, a photoresist layer is formed on the
なお、上述のように、フォトレジスト層を露光・現像することにより共通配線部13aの切断箇所を露出させてもよいし、電子ビーム(EB)による直接描画で共通配線部13aの切断箇所を露出させてもよい。
また、上述のように、フォトレジスト層の形成とそれに続くエッチングにより共通配線部13aを切断してもよいし、レーザにより共通配線部13aを切断してもよいし、ダイヤモンドブレードなどによるダイシングで共通配線部13aを切断してもよい。
As described above, the cut portion of the
Further, as described above, the
各プローブ19を電気的に独立させた次に、使用用途に応じた回路、例えば測定用回路が基板3上に形成され、マイクロプローブ1が完成する。
具体的には、基板3上にフォトレジスト層が形成され、フォトマスクを介して紫外線等を照射することでフォトレジスト層を露光する。そして、フォトレジスト層を現像して基板3の測定用回路の形成箇所を露出させる。その後、電気導電材料からなる導電層をフォトレジスト層上からスパッタ法や蒸着法などを用いて形成し、フォトレジスト層を剥離して測定用回路が形成される。
Next, each
Specifically, a photoresist layer is formed on the
図9は、スルーホールを用いた測定用回路の形成方法説明する図である。
なお、測定用回路21は、上述のように、基板3のプローブ19が形成された面にのみ形成されていてもよいし、図9(b)に示すように、基板3にスルーホール23を形成し、スルーホール23を介してプローブ19が形成された面と反対の面にも形成されていてもよい。
スルーホール23は、図9(a)に示すように、貫通孔を形成することにより形成され、その形成方法としてはフォトリソグラフィー工程を利用した基板3(シリコン)エッチングや、レーザによる穴あけ、D−RIE(Deep Reactive Ion Etching)などを例示できる。
形成されたスルーホール23には、図9(b)に示すように、導電物質25が埋め込まれ、埋め込んだ導電物質25により基板3の一方の面に形成された測定用回路と他方の面に形成された測定用回路とを電気的に接続している。
FIG. 9 is a diagram illustrating a method for forming a measurement circuit using a through hole.
As described above, the
As shown in FIG. 9A, the through
As shown in FIG. 9B, a
上記の構成によれば、電鋳工程において、電鋳物形成用孔17内にプローブ19を電鋳して形成するため、上述の特許文献1のエッチングプロセス等を用いて形成されたプローブよりもアスペクト比の高いプローブ(例えば、プローブ径対プローブ高さが1:10のプローブ)を、複数同時に、かつ狭ピッチに配置して形成することができる。
これは、電鋳物形成用孔17が、フォトレジスト層7Bに紫外線等を照射・露光し、現像することにより形成され、容易にアスペクト比の高い電鋳物形成用孔17を複数同時に、かつ狭ピッチに配置して形成することができるからである。
According to the above configuration, in the electroforming process, the
This is because the electroformed
電鋳によりプローブ19を形成するため、エッチングプロセス等のように外乱の影響を受けにくく容易にプローブ19を製造することができるとともに、じん性が高いプローブ19を製造することができる。
Since the
基板3の上に電鋳用配線13を形成し、電鋳用配線13を用いて所定金属からなるプローブ19を電鋳により形成するため、プローブ19自体が導電性を備え、プローブ19と電鋳用配線13とが電気的に接続されている。そのため、別途工程を追加することなく、電気的特性を測定可能なプローブ19を製造することができる。
Since the
また、基板3の上に電鋳用配線13を形成し、電鋳用配線13を用いてプローブ19を電鋳により形成するため、プローブ19形成に基板3の材質が影響を与えることがない。そのため、基板3に用いる材質の制限がなく、使用用途により適した材質を基板3として用いることができる。
プローブ19は電鋳が可能な所定金属から形成されるため、電鋳が可能な金属であって、使用用途に適した材質をプローブ19として用いることができる。
Further, since the
Since the
電解研磨によりプローブ19の先端を先鋭化するため、上述の特許文献1のエッチングプロセス等を用いて形成されるプローブと比較して、容易にその先端を先鋭化できる。つまり、エッチングプロセス等を用いてプローブ先端が一点に集中する形状にエッチングするためには種々の条件を調整する必要があるが、電界研磨を用いる方法ではそのような必要がなく容易に先鋭化できる。
また、上述の特許文献2および3の細い線材を用いたプローブと比較して、容易にその先端を先鋭化できるとともに、複数のプローブを同時に、同じ条件下で先鋭化することができる。
Since the tip of the
In addition, the tip can be easily sharpened as compared with the probe using the thin wire rod of
なお、上述のように、基板3に導電層5を形成した後にフォトレジスト層7Aを形成し、露光・現像により露出した導電層5をエッチングすることにより電鋳用配線13を形成してもよいし、先に基板3上にフォトレジスト層7Aを形成し、露光・現像により露出した基板3の表面に導電層5を形成することにより、電鋳用配線13を形成してもよい。また、この際に、フォトレジスト層7Aを露光・現像する代わりに電子ビーム(EB)により直接描画して基板3の表面を露出させても構わない。
As described above, the
〔AFM用マイクロプローブの製造方法〕
この発明の一実施形態に係るAFM用マイクロプローブの製造方法について、図10を参照して説明する。
図10は、AMF用マイクロプローブの構成の概略を説明する図である。
なお、上述のマイクロプローブ1の製造方法における構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Method of manufacturing microprobe for AFM]
A method for manufacturing an AFM microprobe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining the outline of the configuration of the AMF microprobe.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component in the manufacturing method of the above-mentioned
AFM用マイクロプローブ101の製造工程は、基板3上にプローブ19を形成し、測定用回路を形成する工程までは上述のマイクロプローブ1の製造工程と同様であるので、その説明を省略する。
基板3上に測定用回路まで形成されると、次に、図10に示すように、各プローブ19の間の基板3が切断され、プローブ19を1本ずつ備えるAFM用マイクロプローブ101が形成される。
なお、切断された基板3は、AFM用マイクロプローブ101として用いる際にはカンチレバ部として作用することとなる。
The manufacturing process of the
When the measurement circuit is formed on the
Note that the
基板3の切断方法としては、エッチングを用いてもよいし、ダイシングを用いてもよいし、レーザ加工を用いてもよく、特に限定するものではない。
なお、上述のように、プローブ19の先端が先鋭化されていてもよいし、使用用途により、先鋭化の必要がない場合には、プローブ19を略円筒形状のままで用いてもよい。
As a method for cutting the
As described above, the tip of the
上記の構成によれば、アスペクト比の高い(基板3からの高さが高い)プローブ19を備えたAFM用マイクロプローブ101を製造できるため、測定対象と基板3(カンチレバ部)との間隔を広くすることができる。
そのため、測定対象がカンチレバ部により押圧された流体の影響を受けることを防止でき、測定対象を正確に測定することができる。
According to the above configuration, since the
Therefore, it can prevent that a measuring object receives the influence of the fluid pressed by the cantilever part, and can measure a measuring object correctly.
また、プローブ19のアスペクト比が高いため、略垂直な面を有する表面形状(測定対象)を観察する際に、錐状のプローブを用いた場合の様に、その側面が上記略垂直な面と接触して正確な表面形状が観察できなくなることを防止できる。
Further, since the aspect ratio of the
〔プロービング用マイクロプローブの製造方法〕
この発明の一実施形態に係るプロービング用マイクロプローブの製造方法について、図11および図12を参照して説明する。
図11は、プロービング用マイクロプローブの構成の概略を説明する図である。
なお、上述のマイクロプローブ1の製造方法における構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Probing Microprobe Manufacturing Method]
A method for manufacturing a probing microprobe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 is a diagram for explaining an outline of the configuration of the probing microprobe.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component in the manufacturing method of the above-mentioned
プロービング用マイクロプローブ201の製造工程は、基板3上にプローブ19を形成し、測定用回路を形成する工程までは上述のマイクロプローブ1の製造工程と同様であるので、その説明を省略する。
基板3上に測定用回路まで形成されると、次に、図11に示すように、各プローブ19の間の基板3に切れ目203を形成してカンチレバ部205を形成する。カンチレバ部205は、その先端部にプローブ19が配置されるように形成されている。
切れ目203の形成方法としては、エッチングを用いてもよいし、ダイシングを用いてもよいし、レーザ加工を用いてもよく、特に限定するものではない。
The manufacturing process of the probing
When the measurement circuit is formed on the
The method for forming the
次に、プロービング用マイクロプローブ201の作用について説明する。
図12は、プロービング用マイクロプローブを用いたウエハに形成された回路等の検査を説明する模式図である。
検査対象であるLSI素子等を含む回路(図示せず)が形成されたウエハ203には、図12に示すように、他の回路や付属する装置などと電気的に接続するため、または回路の検査のために、回路と電気的に接続されたパッド205が形成されている。
Next, the operation of the probing
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining an inspection of a circuit or the like formed on a wafer using a probing microprobe.
As shown in FIG. 12, the
プロービング用マイクロプローブ201は、ウエハ203のパッド205が形成された面に対して、プローブ19が形成された面が対向するように配置される。
そして、プローブ19とパッド205とを直接接触させて電気的に接続し、プロービング用マイクロプローブ201を介して上記回路の電気的特性を検査する。
The probing
The
なお、図12においては、図11の切れ目203が形成されていないプロービング用マイクロプローブ201を示して説明しているが、切れ目203が形成されていてもいなくても、上記回路の電気的特性の検査に影響を与えることはない。
ただし、切れ目203を入れることによりカンチレバ部205を形成することにより、パッド205のウエハ203面からの高さのばらつきを吸収することができ、上記回路の電気的特性の検査を行ないやすくできる。
12 shows the probing
However, by forming the
なお、図12においては、略円柱状のプローブ19を備えたプロービング用マイクロプローブ201を示して説明しているが、先端を先鋭化したプローブ19であっても構わない。プローブ19の先端形状は、パッド205の大きさ、配置間隔等に基づいて決めることができる。具体的には、プローブ19とパッド205とを接触させた際に、プローブ19が他の部分の短絡しなければプローブ19は略円柱状のままでよく、他の部分と短絡するならば、先端を先鋭化して短絡を防止する必要がある。
In FIG. 12, the probing
上記の構成によれば、高アスペクト比のプローブ19を用いることにより、プローブ19を、例えば約10μmから約20μmの狭ピッチで配置することができる。
そのため、例えば、320×240ピクセルの解像度を有するQVGAサイズのLCDデバイスのように上記パッドの間隔が20μm以下のものであっても検査を行うことができる。
また、基板3からの高さが高いプローブ19を用いることにより、ウエハ203とプロービング用マイクロプローブ201とを間隔を広くし、ウエハ203の保持治具等とプロービング用マイクロプローブ201の付属装置等との干渉を避けることができる。
According to said structure, the
Therefore, for example, inspection can be performed even when the pad spacing is 20 μm or less like a QVGA size LCD device having a resolution of 320 × 240 pixels.
Further, by using the
1 マイクロプローブ
3 基板
5 導電層
11 配線形成孔
13 電鋳用配線(配線)
7A フォトレジスト層(マスク)
7B フォトレジスト層
17 電鋳物形成用孔
19 プローブ
101 AFM用マイクロプローブ
201 プロービング用マイクロプローブ
DESCRIPTION OF
7A Photoresist layer (mask)
Claims (5)
前記基板の上に所定形状の配線を形成する電鋳準備工程と、
前記配線の上に電鋳により前記プローブを電鋳する電鋳工程と、
を有するマイクロプローブの製造方法。 A method of manufacturing a microprobe having a substrate, a wiring having a predetermined shape formed on the substrate, and a probe made of a predetermined metal formed on the wiring,
An electroforming preparation step of forming a predetermined shape of wiring on the substrate;
An electroforming step of electroforming the probe by electroforming on the wiring;
The manufacturing method of the microprobe which has this.
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