JP2006266896A - Manufacturing method of probe unit, and probe unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はLSI、液晶パネル等の電子デバイスの検査に用いるプローブユニットの製造方法及びプローブユニットに関する。 The present invention relates to a probe unit manufacturing method and a probe unit used for inspection of electronic devices such as LSIs and liquid crystal panels.
従来、LSI、液晶パネル等の電子デバイスの検査は検体の電極にプローブを接触させて実施される。電極の配列間隔の狭小化に伴って、リソグラフィなどを用いた薄膜製造プロセスによりプローブを微細化する技術が開発されている。プローブを基板に埋め込むことにより、プローブと基板との接合面が増大するため、基板からプローブが剥離しにくくなる。 Conventionally, an inspection of an electronic device such as an LSI or a liquid crystal panel is performed by bringing a probe into contact with an electrode of a specimen. With the narrowing of the arrangement interval of the electrodes, a technique for miniaturizing a probe by a thin film manufacturing process using lithography or the like has been developed. By embedding the probe in the substrate, the bonding surface between the probe and the substrate is increased, so that the probe is difficult to peel from the substrate.
特許文献1には、多数のプローブの間隙に樹脂を流し込んで硬化させることでプローブを樹脂基板に埋め込む製法が開示されている。しかし、基板を樹脂で構成する場合、プローブと電極との接触圧を高めにくく、温度または湿度の変化による基板の変形量が大きくなるという問題がある。
特許文献2には、銅薄膜の表面に開口部を有する鋳型としてのポリイミド薄膜を形成し、ポリイミド薄膜に形成された開口部にめっきによりプローブを形成する製法が開示されている。しかし、導体薄膜上にプローブの鋳型となる薄膜を形成し、その薄膜の表面に鋳型を形成するためのマスクを形成する場合、鋳型となる薄膜の表面が平坦でなければ、マスクの微細な開口部形状を制御することは困難である。したがってこの製法では、立体的に曲がった微細なプローブをめっきにより形成することは困難である。
本発明は、上記の問題に鑑みて創作されたものであって、立体的に曲がったプローブをめっきにより高精度に形成でき、プローブと基板の接合強度が高い、プローブユニットの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、プローブと基板の接合強度が高く、プローブと検体の電極との接触圧を高く設定できるプローブユニットを提供することを目的とする。
The present invention was created in view of the above problems, and provides a probe unit manufacturing method that can form a three-dimensionally bent probe with high accuracy by plating and has high bonding strength between the probe and the substrate. For the purpose.
Another object of the present invention is to provide a probe unit that has a high bonding strength between the probe and the substrate and can set a high contact pressure between the probe and the electrode of the specimen.
(1)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、基板の第一面の上に導電性の犠牲層を形成する段階と、スリットを有するマスクを前記基板の第一面の裏面に相当する第二面の上に形成する段階と、前記マスクを用いた前記基板の異方性エッチングにより前記スリットの直下に前記犠牲層に到る貫通溝を形成する段階と、前記貫通溝内の前記犠牲層の上にめっきによりプローブを形成する段階と、を含む。
導電性の犠牲層を基板の第一面に形成し、第一面の裏面に相当する基板の平坦な第二面にマスクを形成すると、基板の第一面および犠牲層の表面形状に関わらず、高精度にマスクをパターニングすることができる。異方性エッチングを用いてマスクのスリットの直下で基板を貫通させ、基板に形成された貫通溝内にプローブを形成することにより、貫通溝の側面にプローブを接合することができるため、プローブと基板との接合強度を向上させることができる。また、導電性の犠牲層から貫通溝内にプローブを析出させることにより、ボイドの発生を防止でき、析出時間の制御によりプローブの膜厚を制御することができる。
(1) A method for manufacturing a probe unit for achieving the above object includes a step of forming a conductive sacrificial layer on a first surface of a substrate, and a mask having a slit on the back surface of the first surface of the substrate. Forming on the corresponding second surface, forming a through groove reaching the sacrificial layer directly under the slit by anisotropic etching of the substrate using the mask, and in the through groove Forming a probe on the sacrificial layer by plating.
When a conductive sacrificial layer is formed on the first surface of the substrate and a mask is formed on the flat second surface of the substrate corresponding to the back surface of the first surface, regardless of the surface shape of the first surface of the substrate and the sacrificial layer, The mask can be patterned with high accuracy. The probe can be bonded to the side surface of the through groove by penetrating the substrate directly under the slit of the mask using anisotropic etching and forming the probe in the through groove formed in the substrate. Bonding strength with the substrate can be improved. In addition, by depositing the probe from the conductive sacrificial layer into the through groove, the generation of voids can be prevented, and the film thickness of the probe can be controlled by controlling the deposition time.
(2)前記プローブユニットの製造方法は、前記プローブを形成する段階の後に、前記基板の部分エッチングにより前記基板の縁部から前記プローブを突出させる段階をさらに含んでもよい。
基板の縁部からプローブを突出させることにより、検査対象の電極とプローブとの接触圧が低いプローブユニットを製造することができる。
(2) The method for manufacturing the probe unit may further include a step of causing the probe to protrude from an edge of the substrate by partial etching of the substrate after the step of forming the probe.
By causing the probe to protrude from the edge of the substrate, a probe unit having a low contact pressure between the electrode to be inspected and the probe can be manufactured.
(3)前記プローブユニットの製造方法は、前記プローブを形成する段階の後に、前記基板の第二面のエッチングにより前記基板の第二面から前記プローブを突出させる段階をさらに含んでもよい。
基板の表面からプローブを突出させることにより、基板の縁部からプローブが突出しているプローブユニットに比べて検査対象の電極とプローブとの接触圧が高いプローブユニットを製造することができる。
(3) The method for manufacturing the probe unit may further include a step of projecting the probe from the second surface of the substrate by etching the second surface of the substrate after the step of forming the probe.
By projecting the probe from the surface of the substrate, it is possible to manufacture a probe unit having a higher contact pressure between the electrode to be inspected and the probe than the probe unit in which the probe projects from the edge of the substrate.
(4)前記基板は無機材からなってもよい。
基板を無機絶縁体で製造することにより、有機材からなる基板にプローブが支持されたプローブユニットに比べて検査対象の電極とプローブとの接触圧が高いプローブユニットを製造することができる。
(4) The substrate may be made of an inorganic material.
By manufacturing the substrate with an inorganic insulator, it is possible to manufacture a probe unit having a higher contact pressure between the electrode to be inspected and the probe than a probe unit in which the probe is supported on a substrate made of an organic material.
(5)前記プローブユニットの製造方法は、前記犠牲層を形成する段階の前に、前記基板の前記第一面に曲面を形成する段階をさらに含んでもよい。前記犠牲層を形成する段階では、前記曲面上に犠牲層を形成してもよい。前記貫通溝を形成する段階では、前記曲面に到る前記貫通溝を形成してもよい。
平坦な基板の第二面の上には、寸法精度が高いマスクを形成することができる。そのマスクを用いて犠牲層の曲面上にプローブを形成することにより、基板の垂線方向に曲がったプローブを高い寸法精度で形成することができる。
(5) The method for manufacturing the probe unit may further include a step of forming a curved surface on the first surface of the substrate before the step of forming the sacrificial layer. In the step of forming the sacrificial layer, a sacrificial layer may be formed on the curved surface. In the step of forming the through groove, the through groove reaching the curved surface may be formed.
A mask with high dimensional accuracy can be formed on the second surface of the flat substrate. By using the mask to form the probe on the curved surface of the sacrificial layer, the probe bent in the direction perpendicular to the substrate can be formed with high dimensional accuracy.
(6)前記曲面を形成する段階では、前記基板の前記第一面に凸形状の前記曲面を形成してもよい。 (6) In the step of forming the curved surface, the convex curved surface may be formed on the first surface of the substrate.
(7)前記プローブユニットの製造方法は、前記曲面を形成する段階の前に、前記基板の前記第一面の上に酸化膜を形成する段階と、前記酸化膜の上に耐酸化マスクを形成する段階と、選択酸化により前記耐酸化マスクの下部中央から外に向かって前記酸化膜の膜厚を増大させる段階と、前記マスクを除去する段階と、をさらに含んでもよい。前記曲面を形成する段階では、前記酸化膜に対する前記基板の選択比が高いエッチングで前記基板及び前記酸化膜を除去することにより前記基板の前記第一面に凹部を形成してもよい。
選択酸化により、耐酸化マスク下部の中央から外に向かって膜厚が増大する酸化膜を形成することができる。酸化膜に対して基板の選択比が高いエッチングを酸化膜に施すと、酸化膜の薄い部位の下では基板が深く除去され、酸化膜の厚い部位の下では基板が浅く除去される。このとき、基板の除去深さの偏差は酸化膜の膜厚の偏差が増幅された値になる。したがって、基板のエッチングにより得られる凹部を深く形成することができる。また選択酸化の結果として得られる酸化膜の膜厚分布は緩やかに変化するため、基板のエッチングにより得られる凹部の表面も屈曲部位のない湾曲面になる。屈曲部位がなく高低差が大きい湾曲面上にプローブを形成すると、屈曲部位なく大きく湾曲したプローブを形成することができる。
(7) In the method of manufacturing the probe unit, before the step of forming the curved surface, an oxide film is formed on the first surface of the substrate, and an oxidation resistant mask is formed on the oxide film. A step of increasing the thickness of the oxide film from the lower center of the oxidation-resistant mask toward the outside by selective oxidation, and a step of removing the mask. In the step of forming the curved surface, a recess may be formed in the first surface of the substrate by removing the substrate and the oxide film by etching with a high selectivity of the substrate to the oxide film.
By selective oxidation, it is possible to form an oxide film whose film thickness increases from the center under the oxidation-resistant mask toward the outside. When etching having a high substrate selectivity with respect to the oxide film is performed on the oxide film, the substrate is removed deeply under the thin portion of the oxide film, and the substrate is removed shallowly under the thick portion of the oxide film. At this time, the deviation of the removal depth of the substrate is a value obtained by amplifying the deviation of the thickness of the oxide film. Therefore, the concave portion obtained by etching the substrate can be formed deeply. Further, since the film thickness distribution of the oxide film obtained as a result of the selective oxidation changes gradually, the surface of the recess obtained by etching the substrate also becomes a curved surface without a bent portion. When a probe is formed on a curved surface having no bent part and a large height difference, a probe that is greatly bent without a bent part can be formed.
(8)上記目的を達成するためのプローブユニットは、スリットを有する絶縁体又は半導体の無機材料からなる基板と、前記スリット内に析出した複数のプローブと、を備える。
基板を無機材料で構成すると、樹脂材料からなる基板に比べて熱膨張係数が小さく、湿度による寸法変化が小さく、しかも基板の剛性を向上させることができるため、プローブと検体の電極との接触圧を高く設定することができる。基板のスリットにプローブを析出させることにより、基板とプローブとの接合高度を向上させることができる。絶縁体又は半導体からなる基板にプローブを接合することにより、互いに絶縁された複数のプローブを基板に接合することができる。
(8) A probe unit for achieving the above object includes a substrate made of an insulator or a semiconductor inorganic material having a slit, and a plurality of probes deposited in the slit.
When the substrate is made of an inorganic material, the coefficient of thermal expansion is smaller than that of a resin material substrate, the dimensional change due to humidity is small, and the rigidity of the substrate can be improved. Can be set high. By depositing the probe in the slit of the substrate, the bonding height between the substrate and the probe can be improved. By bonding a probe to a substrate made of an insulator or a semiconductor, a plurality of probes insulated from each other can be bonded to the substrate.
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。また、請求項に記載された方法の各動作の順序は、技術上の阻害要因がない限り、記載順に限定されるものではなく、どのような順番で実行されてもよく、また同時に実行されてもよい。 In the present specification, “... formed on” means “... formed directly on” and “... on the intermediate” unless there is a technical obstruction factor. It is meant to include both “formed through”. In addition, the order of each operation of the method described in the claims is not limited to the order of description unless there is a technical impediment, and may be executed in any order, and may be executed simultaneously. Also good.
以下、複数の実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。
(第一実施例)
図1から図3は、本発明の第一実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
本実施例の製造方法では、はじめに図1(A1)、(B1)に示すように、平坦な第一基板10の第一面10aの上に所定のパターンを有するレジスト膜30をリソグラフィで形成する。具体的には例えば第一基板10として厚さ2mmのガラス基板を用い、そのガラス基板の第一面上にポジレジストを60μmの厚さで塗布してプリベークする。その後、ポジレジストをマスクを用いてアライナ又はステッパ等で露光してから、現像することにより、ポジレジストを所定のパターンにパターニングする。第一基板10には石英、SiNx、サイアロン、アルミナ、AlNx、サファイヤ、結晶化ガラス、樹脂等の絶縁物や、Si等の半導体や、SUS、Al等の金属を用いてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below based on a plurality of examples. In each of the embodiments, the component having the same reference sign corresponds to the component of the other embodiment having the reference sign.
(First Example)
1 to 3 are cross-sectional views showing a method of manufacturing a probe unit according to the first embodiment of the present invention.
In the manufacturing method of the present embodiment, first, as shown in FIGS. 1A1 and 1B1, a
次に図1(A2)、(B2)に示すように、レジスト膜30をベークしてリフローさせることにより、レジスト膜30の膜厚を中央から外に向かって漸次減少させる。具体的には例えばレジスト膜30を130℃で30分ベークする。尚、後のエッチング工程でのレジスト膜30の変質を防止するために、レジスト膜30に対して220℃で30分ハードベークを行ってもよいし、DeepUVCureを行ってもよい。DeepUVCureとは、レジストを加熱しつつ、短波長の光を含んだ紫外光を照射するキュア方法である。
Next, as shown in FIGS. 1A2 and 1B2, the
次に図1(A3)、(B3)に示すように、反応性イオンエッチングで第一基板10の第一面10aをエッチングすることにより、第一基板10の第一面10aに凸形状の曲面11を形成する。具体的には例えばCF4及びO2を用いた反応性イオンエッチングを行う。この場合、O2流量を制御することによりレジスト膜30に対して選択比約1で第一基板10をエッチングすると、レジスト膜30の表面形状と略同じ曲面11を得ることができる。尚、図1(A1)、(B1)から図1(A3)、(B3)に示す工程に代えて、切削加工、サンドブラスト等の機械加工で第一基板10の第一面10aに凸形状の曲面11を形成してもよい。第一基板10として厚さ2mmのガラス基板を用いた場合、ガラス基板の第一面に高さ50μm以上100μm以下程度の凸形状の曲面を機械加工で形成することができる。
Next, as shown in FIGS. 1A3 and 1B3, the
次に図1(A4)、(B4)に示すように、第一基板10の第一面10a上に犠牲膜下地層32をスパッタ、蒸着、CVD等で形成する。犠牲膜下地層32は複層とする。例えば、第一基板10とその上に形成される犠牲膜の下地膜とを密着させるための膜厚0.02μmのCr層と、犠牲膜の下地膜としての膜厚0.1μmのCu層との複層とすることができる。これにより、犠牲膜形成に必要な下地膜を、第一基板10と確実に密着させることができる。なお、第一基板10の材質によっては、この第一基板10と下地膜とを密着させるための層は省略してもよい。
Next, as shown in FIGS. 1A4 and 1B4, a sacrificial
次に図1(A5)、(B5)に示すように、犠牲膜下地層32上に犠牲膜34をめっきで形成する。犠牲膜34には例えばCuや、Sn、はんだ等の低融点金属や、導電性樹脂を用いる。また電解めっき、無電解めっき、スパッタ等で犠牲膜34を形成する。本実施例では、犠牲膜下地層32及び犠牲膜34が請求項に記載の犠牲層に相当する。
Next, as shown in FIGS. 1A5 and 1B5, a
次に図2(A1)、(B1)に示すように、犠牲膜34の表面を研磨及び研削することにより平坦化する。
次に図2(A2)、(B2)に示すように、第一基板10の第一面10aの裏面に相当する第二面10bの上にレジスト35を塗布し、ベークしてレジスト35中の溶剤を蒸発させる。レジスト35は例えば膜厚100μmで塗布する。
Next, as shown in FIGS. 2A1 and 2B1, the surface of the
Next, as shown in FIGS. 2A2 and 2B2, a resist 35 is applied on the
次に図2(A3)、(B3)に示すように、レジスト35を露光及び現像してパターニングすることにより、第一基板10の曲面11の真上に少なくとも一部が位置するスリット38を有するレジスト膜36を形成する。具体的には、レジスト35を所定のパターンを有するマスクを用いてステッパー又はアライナーで露光した後、現像及びリンスを行うことにより、パターニングする。例えば、幅25μmの線状のレジストが幅25μmのスリット38を間に置いて複数配列されているパターンを有するレジスト膜36を形成する。尚、レジスト35と第一基板10との間に有機反射防止膜や、SiN、SiON、TiN、TiON、アモルファスSi等の無機反射防止膜を形成してもよい。その場合、レジスト35の現像後に反応性イオンエッチングで反射防止膜を除去する。また、レジスト35の露光は、マスクを用いずに電子ビーム露光装置やレーザー直接描画装置で行ってもよい。電子ビーム露光装置やレーザー直接描画装置による露光方法は、高価なマスクを用いないため、製造コストを低減することができる。
Next, as shown in FIGS. 2A3 and 2B3, the resist 35 is exposed and developed and patterned to form a
次に図2(A4)、(B4)に示すように、レジスト膜36をマスクとして第一基板10をDeepRIE等で異方的にエッチングすることにより、第一基板10のスリット38の直下に犠牲膜下地層32を露出させる貫通溝12を形成する。スリット38の少なくとも一部が第一基板10の曲面11の真上に位置しているため、スリット38の直下に形成された貫通溝12は曲面11に到り、犠牲膜下地層32の曲面11の直下にある凹形状の曲面33を露出させる。
Next, as shown in FIGS. 2A4 and 2B4, the
次に図2(A5)、(B5)に示すように、レジスト膜36を除去し、貫通溝12内の犠牲膜下地層32上に電解めっきでプローブ20を形成する。プローブ20は犠牲膜下地層32から析出するため、プローブ20の膜厚は析出時間により制御することができる。したがって、めっき処理後の研削加工によりプローブ20の膜厚を調節する処理が不要である。また、貫通溝12の側面から析出させる場合、プローブ20にボイドが発生しやすいが、犠牲膜下地層32から析出するプローブ20にはボイドが発生することはない。レジスト膜36の除去にはNMP(N−メチル−2−ピロリドン)やアセトン等を用いてもよいし、O2プラズマやアミン系有機剥離液を用いてもよい。プローブ20には例えばNiを用い、Niを膜厚20μmでめっきする。
Next, as shown in FIGS. 2A5 and 2B5, the resist
次に図3(A1)、(B1)に示すように、第一基板10を除去する。例えばDeepRIEを用いることができる。または、ウェットエッチングもしくは等方的プラズマエッチングを用いて、選択的エッチングをしてもよい。
次に図3(A2)、(B2)に示すように、犠牲膜下地層32の平坦面上に形成されたプローブ20の一端の表面を第二基板14を貫通する電極16に接合する。具体的には接合材19を用いて加熱及び加圧によって接合する。尚、第二基板14のプローブ20と反対側の表面の上には電極16と接続される引き出し配線18を予め形成しておく。電極16と引き出し配線18とを一体的に形成してもよい。
次に図3(A3)、(B3)に示すように、プローブ20を犠牲膜下地層32から剥離させる。犠牲膜下地層32の密着層がCrであるときは、Niめっきからなるプローブ20との密着性が悪いため、プローブ20を犠牲膜下地層32から容易に剥離することができる。
以上がプローブユニットの製造方法である。
Next, as shown in FIGS. 3A1 and 3B1, the
Next, as shown in FIGS. 3A2 and 3B2, the surface of one end of the
Next, as shown in FIGS. 3A3 and 3B3, the
The above is the manufacturing method of the probe unit.
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図3(A3)、(B3)に示すように、本実施例によるプローブユニット1では、湾曲部22を有するプローブ20が第二基板14の電極16に接合されている。第一基板10の凸形状の曲面11上に犠牲膜下地層32を形成し、犠牲膜下地層32の曲面11に対応した凹形状の曲面33の上にプローブ20を形成するため、プローブ20の湾曲部22は曲面33の凹形状に対応して湾曲している。また、犠牲膜下地層32の曲面33の外側に形成されたプローブ20の一端の表面に第二基板14を接合するため、プローブ20の曲面33の上に形成された湾曲部22は第二基板14から離間し、検査対象である電子デバイスの電極に接触することができる。またプローブ20は、第二基板14を貫通する電極16を介して、第二基板14のプローブ20と反対側の表面上に形成された引き出し配線18と接続される。引き出し配線18は電子デバイスを検査するための信号を入出力するための外部電極(図示せず)に接続される。
Next, the probe unit manufactured by the above manufacturing method will be described.
As shown in FIGS. 3A3 and 3B3, in the
本実施例によると、プローブ20の湾曲部22を形成するための曲面が形成される第一基板の第一面の裏面に相当する平坦な第二面上にレジスト膜36を形成することにより、湾曲部22の鋳型(貫通溝)を形成するための、位置精度及び寸法精度の高いレジスト膜36を形成することができる。そのレジスト膜36をマスクとして用いて第一基板の曲面に到る貫通溝12を形成し、犠牲膜下地層の曲面の上にプローブを形成することができるため、湾曲部を有するプローブを高い位置精度及び寸法精度で形成することができる。
According to the present embodiment, by forming the resist
さらに、貫通溝12の形成に異方性及び選択性に優れたDeepRIEを用いることにより、高い寸法精度で形成されたレジスト膜36のスリットの直下に正確に貫通溝12を形成することができる。その貫通溝内にプローブを形成すると、より高い寸法精度でプローブを形成することができる。また、貫通溝内にプローブを析出させることにより、プローブ20と第一基板10との接合強度を高めることができる。
Furthermore, by using DeepRIE having excellent anisotropy and selectivity for forming the through
また本実施例によると、犠牲膜下地層の曲面の外側に形成されたプローブの一端を第二基板に接合することにより、プローブの湾曲部が第二基板から離間しているプローブユニットを製造することができる。また、第一基板32の曲面11の高低差を大きくすることにより、プローブの湾曲部を電子デバイスの電極に接触させてからプローブと電極とを導通させるまでのプローブユニットの変位量(オーバードライブ量)を大きくすることができる。
Further, according to the present embodiment, a probe unit in which the curved portion of the probe is separated from the second substrate is manufactured by joining one end of the probe formed outside the curved surface of the sacrificial film base layer to the second substrate. be able to. Further, by increasing the height difference of the
また本実施例によると、プローブの一端を第二基板を貫通する電極に接合し、その電極を第二基板のプローブと反対側の表面上に形成された引き出し配線に接続する。従って、引き出し配線と第二基板を貫通する電極とを通じてプローブと外部電極との接続が容易なプローブユニットを製造することができる。 Further, according to this embodiment, one end of the probe is joined to an electrode penetrating the second substrate, and the electrode is connected to a lead wiring formed on the surface of the second substrate opposite to the probe. Therefore, it is possible to manufacture a probe unit in which the probe and the external electrode can be easily connected through the lead wiring and the electrode penetrating the second substrate.
(第二実施例)
図4は、本発明の第二実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
本実施例の製造方法では、はじめに図1(A1)、(B1)から図1(A3)、(B3)に示す工程を行う。具体的には例えば第一基板10として厚さ2mmのガラス基板を用い、切削加工、サンドブラスト、フッ酸によるエッチング等でガラス基板の第一面に高さ100μmの凸形状の曲面を形成する。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a probe unit according to the second embodiment of the present invention.
In the manufacturing method of this embodiment, first, the steps shown in FIGS. 1A1 and 1B1 to 1A3 and B3 are performed. Specifically, for example, a glass substrate having a thickness of 2 mm is used as the
次に図4(A1)、(B1)に示すように、第一基板10の第一面10a上にプローブ下地層40を形成した後、図1(A5)、(B5)及び図2(A1)、(B1)に示す工程に準じてプローブ下地層40上に表面が平坦化された犠牲膜34を形成する。プローブ下地層40はスパッタで形成された複層とする。例えば、第一基板10と犠牲膜34の下地膜とを密着させるための膜厚0.02μmのTi層と、犠牲膜の下地膜としての膜厚0.1μmのNi層との複層とすることができる。これにより、犠牲膜形成に必要な下地膜を、第一基板10と確実に密着させることができる。なお、第一基板10の材質によっては、この第一基板10と下地膜とを密着させるための層は省略してもよい。なお、プローブ下地層40にはNi、Ni合金、Cr等の金属を用いてもよい。
Next, as shown in FIGS. 4A1 and 4B1, after the
次に図4(A2)、(B2)に示すように、図2(A2)、(B2)から図2(A5)、(B5)に示す工程に準じて、第一基板10に貫通溝12を形成してから貫通溝12内のプローブ下地層40の上にプローブ本体20を形成する。プローブ本体20にはNi、Ni合金等を用いる。
次に図4(A3)、(B3)に示すように、図3(A1)、(B1)に示す工程に準じて、第一基板10を異方性エッチング等で除去する。例えばDeepRIEを用いることができる。または、ウェットエッチングもしくは等方的プラズマエッチングを用いて、選択的エッチングをしてもよい。
Next, as shown in FIGS. 4A2 and 4B2, through-
Next, as shown in FIGS. 4A3 and 4B3, the
次に図4(A4)、(B4)に示すように、プローブ下地層40の露出部位を除去する。具体的には例えばArイオンを用いたイオンミリング、ウェットエッチング等で除去する。
次に図4(A5)、(B5)に示すように、図3(A2)、(B2)に示す工程に準じて、プローブ本体20を第二基板14の電極16に接合する。
次に図4(A6)、(B6)に示すように、犠牲膜34を選択的に除去すると、プローブユニット2が完成する。プローブユニット2のプローブ24はプローブ本体20及びプローブ下地層40からなる。
Next, as shown in FIGS. 4A4 and 4B4, the exposed portion of the
Next, as shown in FIGS. 4A5 and 4B5, the
Next, as shown in FIGS. 4A6 and 4B6, when the
(第三実施例)
図5から図7は、本発明の第三実施例によるプローブユニットの製造方法を示す図である。
本実施例の製造方法では、はじめに図5(A1)、(B1)に示すように、平坦な基板50の第一面50a上に犠牲膜下地層54を形成する。基板50には例えばガラス、セラミックス等の無機材からなる厚い基板を用いる。犠牲膜下地層54には複層を用いてもよい。例えば基板50とその上に形成される犠牲膜とを密着させるための膜厚0.02μmのCr層と、犠牲膜の下地としての膜厚0.1μmのCu層とからなる複層で犠牲膜下地層54を形成する。またスパッタ、蒸着、CVD等で犠牲膜下地層54を形成する。
(Third embodiment)
5 to 7 are views showing a method of manufacturing a probe unit according to the third embodiment of the present invention.
In the manufacturing method of the present embodiment, first, as shown in FIGS. 5A1 and 5B1, a sacrificial
次に図5(A2)、(B2)に示すように、犠牲膜下地層54上に犠牲膜56をめっきで形成する。犠牲膜56には例えばCuや、Sn、はんだ等の低融点金属や、導電性樹脂を用いる。また電解めっき、無電解めっき、スパッタ等で犠牲膜56を形成する。本実施例では、犠牲膜下地層54及び犠牲膜56が請求項に記載の犠牲層に相当する。
Next, as shown in FIGS. 5A2 and 5B2, a
次に図5(A3)、(B3)に示すように、基板50の第一面50aの裏面に相当する第二面50b上に所定の部位にスリット60を有するレジスト膜58をリソグラフィで形成する。具体的にはまず、基板50の第二面50b上にレジストを塗布し、ベークによってレジスト中の溶剤を蒸発させる。レジストは例えば膜厚100μmで塗布する。次に、所定のパターンを有するマスクを用いてレジストをステッパー又はアライナーで露光した後、現像及びリンスを行うことにより、レジストをパターニングする。例えば、幅25μmの線状のレジストが幅25μmのスリット60を間に置いて複数配列されているレジスト膜58を形成する。尚、レジストの露光は、マスクを用いずに電子ビーム露光装置やレーザー直接描画装置で行ってもよい。
Next, as shown in FIGS. 5A3 and 5B3, a resist
次に図5(A4)、(B4)に示すように、レジスト膜58をマスクとして基板50を異方的にエッチングすることにより、基板50に犠牲膜下地層54を露出させる貫通溝52を形成する。その後、レジスト膜58を除去する。レジスト膜58の除去にはNMP(N−メチル−2−ピロリドン)やアセトン等を用いてもよいし、O2プラズマやアミン系有機剥離液を用いてもよい。
Next, as shown in FIGS. 5A4 and 5B4, the
次に図5(A5)、(B5)に示すように、貫通溝52内の犠牲膜下地層54の上に電解めっきでプローブ62を形成する。プローブ62には例えばNiを用い、Niを膜厚20μmでめっきする。
次に図6(A1)〜(C1)に示すように、プローブ62の一側とその周辺の基板50とを覆うレジスト膜64をリソグラフィで形成する。具体的には例えば基板50上にレジストを膜厚50μm以上200μm以下で塗布してから、マスクを用いてステッパー又はアライナーで露光し、現像及びリンスを行うことにより、レジストをパターニングする。
Next, as shown in FIGS. 5A5 and 5B5, a
Next, as shown in FIGS. 6A1 to 6C1, a resist
次に図6(A2)〜(C2)に示すように、レジスト膜64をマスクとして基板50を異方的にエッチングすることにより、基板の完成形51を形成し、プローブ62のレジスト膜64で覆われていない部位を基板の完成形51の縁部53から突出させる。
次に図7に示すように、レジスト膜64、犠牲膜下地層54及び犠牲膜56を選択的にエッチングで除去する。
以上がプローブユニットの製造方法である。
Next, as shown in FIGS. 6A2 to 6C2, the
Next, as shown in FIG. 7, the resist
The above is the manufacturing method of the probe unit.
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図7に示すように、本実施例によるプローブユニット3では、櫛歯状の基板51の複数のスリット52aに複数のプローブ62が一対一に嵌合している。スリット52aは、基板50に形成される貫通溝52の一部に相当する(図5(A4)、(B4)参照)。スリット52aが基板51を貫通しているため、スリット52aに嵌合しているプローブ62は基板51の両面に露出している。また、基板50の第一面50a上に犠牲膜下地層54を形成した後、基板50の貫通溝52内の犠牲膜下地層54の上にプローブ62を形成するため(図5参照)、プローブ62はスリット52aの内壁に密着している。また、プローブ62の一側とその周辺の基板50とを覆うレジスト膜64をマスクとして基板50をエッチングすることで基板の完成形51を得るため(図6(A2)〜(C2)参照)、プローブ62の一側がスリット52aに嵌合し、もう一側が基板(の完成形)51の縁部53から突出している。
Next, the probe unit manufactured by the above manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 7, in the probe unit 3 according to the present embodiment, the plurality of
本実施例によると、基板のスリットの内壁にプローブを密着させることができるため、プローブを基板から剥がれにくくすることができる。またプローブを基板のスリット内に形成することにより、プローブを基板で保護することができる。従って、プローブユニットの耐久性を向上させることができる。
また本実施例によると、基板の両面にプローブが露出するため、検査対象である電子デバイスの電極とプローブとの位置合わせや、プローブと外部電極との接続が容易なプローブユニットを製造することができる。
According to this embodiment, since the probe can be brought into close contact with the inner wall of the slit of the substrate, it is possible to make the probe difficult to peel off from the substrate. Moreover, the probe can be protected by the substrate by forming the probe in the slit of the substrate. Therefore, the durability of the probe unit can be improved.
Further, according to the present embodiment, since the probes are exposed on both surfaces of the substrate, it is possible to manufacture a probe unit that can easily align the electrodes of the electronic device to be inspected with the probes and connect the probes to the external electrodes. it can.
また本実施例によると、基板の縁部からプローブを突出させることにより、基板の縁部からプローブが突出していないプローブユニットに比べて電子デバイスの電極とプローブとの接触圧が低いプローブユニットを製造することができる。
また本実施例によると、ガラス、セラミックス等の無機材からなる厚い基板を用いることができるため、有機材からなる基板を有するプローブユニットに比べて熱膨張係数が小さく、湿度による寸法変化が小さく、しかも剛性の高いプローブユニットを製造することができる。このプローブユニットによれば、電子デバイスの電極とプローブとを高い接触圧で正確に接触させることができる。
In addition, according to this embodiment, the probe is protruded from the edge of the substrate, thereby producing a probe unit having a lower contact pressure between the electrode of the electronic device and the probe than the probe unit in which the probe does not protrude from the edge of the substrate. can do.
Further, according to this embodiment, since a thick substrate made of an inorganic material such as glass or ceramics can be used, the coefficient of thermal expansion is smaller than that of a probe unit having a substrate made of an organic material, and the dimensional change due to humidity is small. Moreover, a highly rigid probe unit can be manufactured. According to this probe unit, the electrode of the electronic device and the probe can be accurately brought into contact with each other with a high contact pressure.
(第四実施例)
図8は、本発明の第四実施例によるプローブユニットの製造方法を示す図である。
本実施例の製造方法では、はじめに図5(A1)、(B1)から図5(A4)、(B4)に示す工程を行う。
次に図8(A1)、(B1)に示すように、基板50の貫通溝52内の犠牲膜下地層54の上にプローブ66を電解めっきで形成する。プローブ66には例えばNi−Fe合金を用い、Ni−Fe合金を膜厚80μmでめっきする。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a method for manufacturing a probe unit according to the fourth embodiment of the present invention.
In the manufacturing method of this example, first, the steps shown in FIGS. 5A1 and 5B1 to FIGS. 5A4 and 5B4 are performed.
Next, as shown in FIGS. 8A1 and 8B1, a
次に図8(A2)、(B2)に示すように、基板50の第二面50bを異方的にエッチングすることにより基板50を薄くし、プローブ66を基板50の第二面50bから突出させる。
次に図8(A3)〜(C3)に示すように、犠牲膜下地層54及び犠牲膜56を選択的にエッチングで除去する。
以上がプローブユニットの製造方法である。
Next, as shown in FIGS. 8A2 and 8B2, the
Next, as shown in FIGS. 8A3 to 8C3, the sacrificial
The above is the manufacturing method of the probe unit.
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図8(A3)〜(C3)に示すように、本実施例によるプローブユニット4では、プローブ66が基板50の第二面50bから突出するように基板50のスリット52に嵌合している。本実施例でスリット52は基板50の貫通溝に相当する。貫通溝52内の犠牲膜下地層54の上にプローブ66を形成した後、基板50の第二面50bをエッチングすることにより(図8(A1)、(B1)、(A2)、(B2)参照)、プローブ66を基板50の第二面50bから突出させることができる。
Next, the probe unit manufactured by the above manufacturing method will be described.
As shown in FIGS. 8A3 to 8C3, in the
本実施例によると、プローブを基板の第二面から突出させることにより、基板の縁部からプローブが突出しているプローブユニットに比べて検査対象である電子デバイスの電極とプローブとの接触圧が高いプローブユニットを製造することができる。 According to this embodiment, the contact pressure between the electrode of the electronic device to be inspected and the probe is higher than that of the probe unit in which the probe protrudes from the edge of the substrate by protruding the probe from the second surface of the substrate. A probe unit can be manufactured.
(第五実施例)
図9から図13は、本発明の第五実施例によるプローブユニットの製造方法を示す図である。
本実施例の製造方法では、はじめに図1(A1)、(B1)から図2(A5)、(B5)に示す工程を行う。
次に図9(A1)〜(C1)に示すように、基板10及びプローブ20の犠牲膜下地層32の曲面33の真上に位置する部位を覆うレジスト膜42をリソグラフィで形成する。具体的には例えば基板10上にレジストを膜厚50μm以上200μm以下で塗布してから、マスクを用いてステッパー又はアライナーで露光し、現像及びリンスを行うことにより、レジストをパターニングする。
(Fifth embodiment)
9 to 13 are views showing a method of manufacturing a probe unit according to the fifth embodiment of the present invention.
In the manufacturing method of this embodiment, first, the steps shown in FIGS. 1A1 and 1B2 to 2A5 and 2B5 are performed.
Next, as shown in FIGS. 9A1 to 9C1, a resist
次に図9(A2)〜(C2)に示すように、基板10の貫通溝12の内壁とレジスト膜42の側壁とで形成される開口部44の内部のプローブ20の上に電極26を形成する。電極26には例えばNiを用い、Niを電解めっきで膜厚100μm程度にめっきする。開口部44から溢れるまで電極26をめっきしてもよいし、開口部44を一部埋める程度に電極26をめっきしてもよい。
Next, as shown in FIGS. 9A2 to 9C2, the
次に図10(A1)〜(C1)に示すように、基板10の第二面10b側からワークの表面を研磨及び研削することにより平坦化する。
次に図10(A2)、(B2)に示すように、レジスト膜42を除去する。レジスト膜42は、NMPやアセトン等で除去してもよいし、O2プラズマやアミン系有機剥離液で除去してもよい。
Next, as shown in FIGS. 10A1 to 10C1, the surface of the workpiece is flattened by polishing and grinding from the
Next, as shown in FIGS. 10A2 and 10B2, the resist
次に図11(A1)〜(C1)に示すように、基板10の外縁部と電極26の一部とを覆うレジスト膜46を基板10の第二面10b上にリソグラフィで形成する。具体的には例えば基板10上にレジストを塗布してから、マスクを用いてステッパー又はアライナーで露光し、現像及びリンスすることにより、レジストをパターニングする。
Next, as shown in FIGS. 11A1 to 11C1, a resist
次に図11(A2)〜(C2)に示すように、レジスト膜46をマスクとして基板10を異方的にエッチングすることにより、基板の内周縁13を形成し、プローブ20の湾曲部22側の部位と電極26の一部とを基板の内周縁13から突出させる。
次に図12(A1)〜(C1)に示すように、レジスト膜46を除去する。レジスト膜46は、NMPやアセトン等で除去してもよいし、O2プラズマやアミン系有機剥離液で除去してもよい。
Next, as shown in FIGS. 11A2 to 11C2, the
Next, as shown in FIGS. 12A1 to 12C1, the resist
次に図12(A2)〜(C2)に示すように、基板10、犠牲膜下地層32及び犠牲膜34を切断して基板10の不要な外縁部を除去することにより、所定の大きさ及び形状の基板の完成形15を形成する。具体的には例えばダイサー、レーザー、ルーター等を用いて切断を行う。尚、リソグラフィ及びエッチングで基板10の不要な外縁部を除去することにより、基板の完成形15を形成してもよい。
次に図13に示すように、犠牲膜下地層32及び犠牲膜34を選択的にエッチングで除去する。
以上がプローブユニットの製造方法である。
Next, as shown in FIGS. 12A2 to 12C2, the
Next, as shown in FIG. 13, the sacrificial
The above is the manufacturing method of the probe unit.
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図13に示すように、本実施例によるプローブユニット5では、輪状の基板15の内周縁部に複数のスリット12aが形成され、プローブ20の一端と電極26とがスリット12aに嵌合し、プローブ20のもう一端が基板の内周縁13から内側に突出している。スリット12aは、基板10に形成される貫通溝12の一部に相当する(図2(A4)、(B4)参照)。また上述の製造方法では、基板10の第一面10aの凸形状の曲面11上に犠牲膜下地層32を形成した後、犠牲膜下地層32の凹形状の曲面33の上にプローブ20を形成する(図1(A4)、(B4)から図2(A5)、(B5)参照)。そのため、プローブ20の曲面33上に形成された湾曲部22は基板(の完成形)15から離間している。さらに上述の製造方法では、プローブ20の湾曲部22と反対側の一端の上に基板10の第二面10bに到る電極26を形成した後、電極26を横切るように基板の内周縁13を形成する(図9から図11参照)。そのため、プローブ20及び電極26で埋められたスリット12aが基板15に形成され、プローブ20の湾曲部22側が基板の内周縁13から内側に突出する。
Next, the probe unit manufactured by the above manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 13, in the
尚、上述の製造方法で、図2(A3)、(B3)に示す工程と、図9(A1)〜(C1)に示す工程とでそれぞれ用いられるマスクのパターンを変更することにより、プローブ及び電極のパターンを変更してもよい。例えば図14に示すように、一つおきにプローブ20の長さを変え、電極26をプローブ20の配列方向に対して並列しないように千鳥状に配置してもよい。プローブ20及び電極26の形成後、図12(A2)〜(C2)及び図13に示す工程に準じて、基板の完成形15を形成し犠牲膜下地層32及び犠牲膜34を除去すると、図15に示すように、電極26が千鳥状に配置されたプローブユニット5aが完成する。
In the above-described manufacturing method, the probe pattern is changed by changing the mask pattern used in each of the steps shown in FIGS. 2A3 and 2B3 and the steps shown in FIGS. 9A1 to 9C1. The electrode pattern may be changed. For example, as shown in FIG. 14, the lengths of the
本実施例によると、プローブ及び電極で埋められたスリットを基板に形成することができるため、スリットの内壁全体にプローブ及び電極を一体的に密着させることができる。従って、プローブをより剥がれにくくすることができ、プローブユニットの耐久性をさらに向上させることができる。
また本実施例によると、基板の第二面に露出する電極をプローブ上に直に形成するため、電極を介してプローブと外部電極との接続が容易なプローブユニットを製造することができる。
According to this embodiment, since the slit filled with the probe and the electrode can be formed in the substrate, the probe and the electrode can be integrally adhered to the entire inner wall of the slit. Therefore, the probe can be made more difficult to peel off, and the durability of the probe unit can be further improved.
In addition, according to the present embodiment, since the electrode exposed on the second surface of the substrate is formed directly on the probe, a probe unit in which the probe and the external electrode can be easily connected via the electrode can be manufactured.
(第六実施例)
図16から図20は、本発明の第六実施例によるプローブユニットの製造方法を示す図である。
本実施例の製造方法では、はじめに図16(A1)、(B1)に示すように、基板70の第一面70a上に酸化膜72を成長させ、酸化膜72上に耐酸化マスク80を成長させる。具体的には例えば基板70として厚さ0.625mmのSi基板を用い、Si基板上に酸化膜72としてSiOx膜を熱酸化により300Å成長させる。さらにSiOx膜上に耐酸化マスク80としてSiNx膜を減圧CVD法で1400Å成長させる。
(Sixth embodiment)
16 to 20 are views showing a method of manufacturing a probe unit according to the sixth embodiment of the present invention.
In the manufacturing method of this embodiment, first, as shown in FIGS. 16A1 and 16B1, an
次に図16(A2)、(B2)に示すように、耐酸化マスク80上にレジストを塗布して露光及び現像を行うことにより、所定のパターンを有するレジスト膜82を耐酸化マスク80上に形成する。具体的には例えば耐酸化マスク80上にポジレジストを塗布してプリベークしてから、ポジレジストをマスクを用いてステッパ、アライナ等で露光した後、現像する。
Next, as shown in FIGS. 16A2 and 16B2, a resist
次に図16(A3)、(B3)に示すように、レジスト膜82をマスクとして耐酸化マスク80をエッチングした後、酸素プラズマを用いたアッシング、またはレジスト剥離液によりレジスト膜82を除去する。耐酸化マスク80がSiNx膜からなる場合、例えばCHF3ガス、CO2ガス及びArガスを用いた反応性イオンエッチングを行う。
Next, as shown in FIGS. 16A3 and 16B3, after the oxidation
次に図16(A4)、(B4)に示すように、耐酸化マスク80が形成された基板70を選択的に酸化することにより、耐酸化マスク80下部の中央から外側に向かって酸化膜72の膜厚を緩やかに増大させる。基板70がSi基板である場合、LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)プロセスを用いる。即ち耐酸化マスク80をマスクとしてSi基板を加湿酸化により1μm程度選択酸化する。加湿酸化は、炉内温度850℃の縦型拡散炉でH2ガス0.03m3/min及びO2ガス0.02m3/minを供給して行う。
Next, as shown in FIGS. 16A4 and 16B4, by selectively oxidizing the
次に図16(A5)、(B5)に示すように、耐酸化マスク80を除去する。耐酸化マスク80がSiNx膜である場合、例えば150℃の燐酸でSiNx膜をエッチングする。
次に図16(A6)、(B6)に示すように、酸化膜72の最も薄い部位が完全に除去される程度に酸化膜72の表面を薄く除去する。酸化膜72がSiOx膜である場合、例えば緩衝フッ酸でSiOx膜を等方的に500Å程度エッチングする。尚、本工程は省略してもよい。
Next, as shown in FIGS. 16A5 and 16B5, the oxidation
Next, as shown in FIGS. 16A6 and 16B6, the surface of the
次に図16(A7)、(B7)に示すように、酸化膜72をマスクとして、酸化膜72に対する選択比が高い異方性エッチングで基板70をエッチングすることにより、基板70の第一面70aの一部と、酸化膜72のエッチング表面とで構成される凹部74を形成する。
Next, as shown in FIGS. 16A7 and 16B7, by using the
本工程では、膜厚に偏りがある酸化膜72が表面上に形成された基板70をエッチングするため、基板70は酸化膜72の薄い部位下で深くエッチングされ、酸化膜72の厚い部位下で浅くエッチングされる。このとき、基板70の酸化膜72に対する選択比が高いため、基板70のエッチング量の偏差は酸化膜72の膜厚の偏差を増幅させた値となり、高低差が大きい凹部74を形成することができる。また選択酸化により酸化膜72の膜厚分布は緩やかに変化するため、基板70のエッチング量分布も緩やかとなり、凹部74の表面32は屈曲部位がない緩やかな湾曲面となる。凹部74の湾曲面76は、図示したように凹部74の底側に凹面を有し凹部74の縁側に凸面を有する波面形状であってもよいし、他の形状であってもよい。
In this step, since the
次に図17(A1)、(B1)に示すように、凹部74上と、凹部74の外側の酸化膜72上とに犠牲膜下地層84を成長させる。犠牲膜下地層84には例えばNiを用い、Niをスパッタ、蒸着、CVD等により膜厚0.1μmに成長させる。
次に図17(A2)、(B2)に示すように、犠牲膜下地層84上に犠牲膜86を電解めっき等で形成した後、犠牲膜86の表面を研磨及び研削することにより平坦化する。犠牲膜86には例えばCuを用いる。
Next, as shown in FIGS. 17A1 and 17B1, a sacrificial
Next, as shown in FIGS. 17A2 and 17B2, after a
次に図17(A3)、(B3)に示すように、基板70の第一面70aの裏面に相当する第二面70b上に、凹部74の真上に少なくとも一部が位置するスリット90を有するレジスト膜88をリソグラフィで形成する。具体的にはまず基板70の第二面70b上にレジストを塗布してから、所定のパターンを有するマスクを用いてステッパー又はアライナーで露光し、現像及びリンスを行うことにより、レジストをパターニングする。レジストは例えば膜厚100μmで塗布する。また例えば、幅25μmの線状のレジストが幅25μmのスリット90を間に置いて複数配列されているパターンを有するレジスト膜80を形成する。尚、レジストの露光は、マスクを用いずに電子ビーム露光装置やレーザー直接描画装置で行ってもよい。
Next, as shown in FIGS. 17A3 and 17B3, on the
次に図17(A4)、(B4)に示すように、レジスト膜88をマスクとして基板70及び酸化膜72を異方的にエッチングすることにより、基板70及び酸化膜72のスリット90の直下に、犠牲膜下地層84を露出させる貫通溝78を形成する。スリット90の少なくとも一部が凹部74の真上に位置しているため、スリット90の直下に形成された貫通溝78は凹部74の湾曲面76に到り、犠牲膜下地層84の湾曲面76の直下にある凸形状の曲面85を露出させる。
Next, as shown in FIGS. 17A4 and 17B4, the
次に図17(A5)、(B5)に示すように、貫通溝78内の犠牲膜下地層84の上に電解めっきでプローブ92を形成する。プローブ92には例えばNiを用い、Niを膜厚20μmでめっきする。Ni以外に、Ni−Co、Ni−Mn、Ni−Fe、Ni−W等のNi合金を用いてもよい。
Next, as shown in FIGS. 17A5 and 17B5, a
次に図18(A1)、(B1)に示すように、犠牲膜下地層84の曲面85の頂部の真上にレジスト膜88とともに開口部96を形成するレジスト膜94を形成する。具体的には基板70上にレジストを膜厚100μm以上200μm以下程度に塗布してから、マスクを用いてステッパー又はアライナーで露光し、現像及びリンスを行うことにより、レジストをパターニングする。
Next, as shown in FIGS. 18A1 and 18B1, a resist
次に図18(A2)、(B2)に示すように、レジスト膜88、94で形成された開口部96内のプローブ92の上に電解めっきで突出部93を形成する。このとき、突出部93の表面が基板70の第二面70bより高くなるようにめっき厚を調整する。突出部93には例えばNiを用い、Niを膜厚50μm以上100μm以下程度にめっきする。Ni以外に、Ni−Co、Ni−Mn、Ni−Fe、Ni−W等のNi合金を用いてもよい。
Next, as shown in FIGS. 18A2 and 18B2, a
次に図18(A3)、(B3)に示すように、レジスト膜88、94を除去する。レジスト膜88、94の除去にはNMP(N−メチル−2−ピロリドン)やアセトン等を用いてもよいし、O2プラズマやアミン系有機剥離液を用いてもよい。
次に図19(A1)〜(C1)に示すように、基板70の外縁部と、プローブ92の突出部93と反対側の一端とを覆うレジスト膜98をリソグラフィで形成する。具体的には基板98上にレジストを塗布してから、マスクを用いてステッパー又はアライナーで露光し、現像及びリンスすることにより、レジストをパターニングする。
Next, as shown in FIGS. 18A3 and 18B3, the resist
Next, as shown in FIGS. 19A1 to 19C1, a resist
次に図19(A2)〜(C2)に示すように、レジスト膜98をマスクとして基板70を異方的にエッチングすることにより、基板の完成形71を形成し、プローブ92のレジスト膜98で覆われていない部位を基板の完成形の内周縁73から突出させる。基板の完成形71は基板70及び酸化膜72で構成される。
次に図20に示すように、レジスト膜98を除去した後、犠牲膜下地層84及び犠牲膜86を選択的にエッチングで除去する。
以上がプローブユニットの製造方法である。
Next, as shown in FIGS. 19A2 to 19C2, the
Next, as shown in FIG. 20, after removing the resist
The above is the manufacturing method of the probe unit.
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図20に示すように、本実施例によるプローブユニット6では、基板の完成形71の内周縁部に形成されたスリット78aにプローブ92の一端が嵌合し、基板の完成形の内周縁73から内側にプローブ92が突出し、プローブ92の突出している先端に突出部93が形成されている。また、凹部74の凹面と凸面とが連続的に形成された湾曲面76上に犠牲膜下地層84を形成し、犠牲膜下地層84の湾曲面76の凹凸に対応した曲面85の上にプローブ92を形成するため(図17参照)、プローブ92は屈曲部位のない緩やかな波形状に湾曲している。さらに犠牲膜下地層84の曲面85が凸形状であるため(図17参照)、プローブ92は基板70の第一面70a側から第二面70b側に向かって湾曲している。突出部93は、基板の完成形の内周縁73から突出しているプローブ92の一端の基板70の第二面70b側に形成され、基板70の第二面70bから突出している。
Next, the probe unit manufactured by the above manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 20, in the
図21に示すように、プローブユニット6は、電子デバイス9の検査信号を入出力するためのプリント配線板7とインターポーザ8を介して接続される。プローブ92の突出部93と反対側の一端とインターポーザ8の電極100とが接続される。また、プローブ92の突出部93が形成された面と反対側の裏面にインターポーザ8の電極100が接続される。
As shown in FIG. 21, the
電子デバイス9の導通検査を行うとき、はじめに突出部93と電子デバイス9の電極102とを一対一に対応するように接触させ、さらに突出部93を電極102に押し付けるようにプローブユニット6を電子デバイス9に近付け、突出部93と電子デバイス9の電極102とを高い圧力で接触させる。その後、インターポーザ8を介してプリント配線板7からプローブユニット6に検査信号を入力する。入力された信号は、インターポーザ8の電極100からプローブ92に伝送され、プローブ92に形成された突出部93から電子デバイス9の電極102に入力される。
When conducting a continuity test of the
本実施例によると、選択酸化によって酸化膜の膜厚をマスクの下部中央から外側に向かって増大させた後、基板の第一面を酸化膜に対して高い選択比でエッチングすることにより、基板の第一面と酸化膜のエッチング表面とで形成される凹部を形成する。このとき、基板の第一面のエッチングに異方性及び選択性に優れたDeepRIEを用いると、基板のエッチング量の偏差を制御しながら増大できるため、目標形状に合致する深い凹部を形成することができる。深い凹部上に犠牲膜下地層を形成することにより、犠牲膜下地層に高い凸形状の曲面を形成することができる。その犠牲膜下地層の曲面の上にプローブを形成することにより、プローブの先端が基板の第一面から第二面側に大きく湾曲しているプローブユニットを製造することができる。このプローブの先端が基板の第二面から突出していなくても、基板の第二面から大きく突出する突出部をプローブの先端に形成することにより、突出部を電子デバイスの電極に接触させてからプローブと電極とを導通させるまでのプローブユニットの変位量(オーバードライブ量)を大きくすることができる。 According to this embodiment, the thickness of the oxide film is increased from the lower center of the mask toward the outside by selective oxidation, and then the first surface of the substrate is etched with a high selectivity with respect to the oxide film. A recess formed by the first surface of the silicon oxide and the etched surface of the oxide film is formed. At this time, if DeepRIE, which has excellent anisotropy and selectivity, is used for etching the first surface of the substrate, it can be increased while controlling the deviation of the etching amount of the substrate, so that a deep recess that matches the target shape is formed. Can do. By forming the sacrificial film base layer on the deep recess, a highly convex curved surface can be formed in the sacrificial film base layer. By forming a probe on the curved surface of the sacrificial film underlayer, a probe unit in which the tip of the probe is greatly curved from the first surface to the second surface side can be manufactured. Even if the tip of this probe does not protrude from the second surface of the substrate, a protrusion that protrudes greatly from the second surface of the substrate is formed at the tip of the probe, so that the protrusion is brought into contact with the electrode of the electronic device. The displacement amount (overdrive amount) of the probe unit until the probe and the electrode are brought into conduction can be increased.
また本実施例によると、屈曲部位のない緩やかな曲面上に表面処理プロセスでプローブを形成するため、屈曲部位のない湾曲したプローブを一体的に形成することができる。従って、プローブの上に形成された突出部を検査対象である電子デバイスの電極に押し付けた時に、プローブの特定の部位に応力が集中することを防止できるため、プローブの耐久性を向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, the probe is formed by a surface treatment process on a gentle curved surface having no bent portion, and therefore a curved probe having no bent portion can be integrally formed. Therefore, when the protruding portion formed on the probe is pressed against the electrode of the electronic device to be inspected, stress can be prevented from concentrating on a specific part of the probe, so that the durability of the probe can be improved. it can.
また本実施例によると、基板の第一面側から第二面側に向かって湾曲しているプローブを形成するため、プローブの基板の内周縁から突出している部位を基板で取り囲み、基板で保護することができる。従って、プローブユニットの耐久性を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, in order to form a probe that is curved from the first surface side to the second surface side of the substrate, the portion protruding from the inner peripheral edge of the probe substrate is surrounded by the substrate and protected by the substrate. can do. Therefore, the durability of the probe unit can be improved.
1、2、3、4、5、5a、6 プローブユニット、10 (第一)基板、10a、50a、70a 第一面、10b、50b、70b 第二面、11 曲面、12、52、78 貫通溝、12a、52a、78a スリット、13 基板の内周縁、14 第二基板、15、51 基板(の完成形)、20、24、62、66、92 プローブ、32、54、84 犠牲膜下地層、34、56、86 犠牲膜、36、58、88 レジスト膜、38、60、90 スリット、50、70 基板、53 縁部、71 基板の完成形、72 酸化膜、73 基板の完成形の内周縁、74 凹部、80 耐酸化マスク
1, 2, 3, 4, 5, 5a, 6 probe unit, 10 (first) substrate, 10a, 50a, 70a first surface, 10b, 50b, 70b second surface, 11 curved surface, 12, 52, 78 through Groove, 12a, 52a, 78a Slit, 13 Inner peripheral edge of substrate, 14 Second substrate, 15, 51 Substrate (completed form), 20, 24, 62, 66, 92 Probe, 32, 54, 84 Sacrificial film underlayer , 34, 56, 86 Sacrificial film, 36, 58, 88 Resist film, 38, 60, 90 Slit, 50, 70 Substrate, 53 Edge, 71 Completed substrate, 72 Oxide film, 73 Completed substrate Perimeter, 74 recess, 80 Oxidation resistant mask
Claims (8)
スリットを有するマスクを前記基板の第一面の裏面に相当する平坦な第二面の上に形成する段階と、
前記マスクを用いた前記基板の異方性エッチングにより前記スリットの直下に前記犠牲層に到る貫通溝を形成する段階と、
前記貫通溝内の前記犠牲層の上にめっきによりプローブを形成する段階と、
を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。 Forming a conductive sacrificial layer on the first surface of the substrate;
Forming a mask having a slit on a flat second surface corresponding to the back surface of the first surface of the substrate;
Forming a through groove reaching the sacrificial layer directly under the slit by anisotropic etching of the substrate using the mask;
Forming a probe on the sacrificial layer in the through groove by plating;
A method for manufacturing a probe unit comprising:
前記犠牲層を形成する段階では、前記曲面上に前記犠牲層を形成し、
前記貫通溝を形成する段階では、前記曲面に到る前記貫通溝を形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプローブユニットの製造方法。 Before forming the sacrificial layer, further comprising forming a curved surface on the first surface of the substrate;
In the step of forming the sacrificial layer, the sacrificial layer is formed on the curved surface,
The method of manufacturing a probe unit according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the step of forming the through groove, the through groove reaching the curved surface is formed.
前記基板の前記第一面の上に酸化膜を形成する段階と、
前記酸化膜の上に耐酸化マスクを形成する段階と、
選択酸化により前記耐酸化マスクの下部中央から外に向かって前記酸化膜の膜厚を増大させる段階と、
前記耐酸化マスクを除去する段階と、をさらに含み、
前記曲面を形成する段階では、前記酸化膜に対する前記基板の選択比が高いエッチングで前記基板及び前記酸化膜を除去することにより前記基板の前記第一面に凹部を形成することを特徴とする請求項5に記載のプローブユニットの製造方法。 Before the step of forming the curved surface,
Forming an oxide film on the first surface of the substrate;
Forming an oxidation-resistant mask on the oxide film;
Increasing the thickness of the oxide film from the lower center of the oxidation-resistant mask to the outside by selective oxidation;
Removing the oxidation-resistant mask,
The step of forming the curved surface includes forming a recess in the first surface of the substrate by removing the substrate and the oxide film by etching with a high selectivity of the substrate to the oxide film. Item 6. A method for manufacturing the probe unit according to Item 5.
前記スリット内に析出した複数のプローブと、
を備えることを特徴とするプローブユニット。
A substrate made of an insulating or semiconductor inorganic material having a slit;
A plurality of probes deposited in the slit;
A probe unit comprising:
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2005
- 2005-03-24 JP JP2005085879A patent/JP2006266896A/en active Pending
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