JP2007017267A - プローブカード及びプローブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 複数の測定対象の対向する一辺の面上に並べられた複数の電極に対応可能に配列された複数のプローブを同一工程で作成することができ、当該プローブの高さ位置及び電気的特性を均一にできるプローブカードを提供する。
【構成】 基板100の面上に90°ピッチ間隔で設けられた４つのプローブ群200を有する。当該プローブ群200は、同方向に向けて一列に配列された複数の第１列のプローブ210ａと、第１列のプローブ210ａと同ピッチ間隔で平行に配列された複数の第２列のプローブ210ｂと有する。第１列、第２列のプローブ210ａ、210ｂは、基板100のベース部211ａ、211ｂと、ベース部211ａ、211ｂと連続する階段状のビーム部212ａ、212ｂとを有した同形状である。第１列のプローブ210ａのベース部211ａの長さ方向の一端と第２列のプローブ210ｂのベース部211ｂの長さ方向の一端との間の距離をαとし、第２列のプローブ210ｂの長さをβとしたとき、α＜βとなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体ウエハに形成された半導体素子である測定対象の電気的諸特性を測定するのに使用されるプローブカード及びプローブの製造方法に関する。

この種のプローブカードとしては、基板と、この基板の面上に一列又は複数列に並べて設けられた複数のカンチレバー型のプローブとを有し、前記プローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部から垂直方向に延び且つ水平方向に延びたＬ字を伏せた形状のビーム部とを有したものがある。

このプローブカードのプローブは、次のようなシリコンプロセス技術によりに製造される。まず、前記基板の面上に第１の犠牲層を形成し、当該第１の犠牲層に第１のマスクを使用して第１の開口を形成し、当該第１の開口に第１の導電層を形成して前記プローブのベース部を形成する。その後、当該第１の犠牲層の上に第２の犠牲層を形成し、当該第２の犠牲層に第２のマスクを使用して第２の開口を形成し、当該第２の開口に第２の導電層を形成してビーム部を形成する。その後、第１、第２の犠牲層を除去する。

このようなシリコンプロセス技術を用いると、複数のプローブを、集積度の高い測定対象（即ち、電極間のピッチ間隔が狭いもの) の複数の電極に対応させて一度に狭ピッチ間隔で配置することができる。

ところで、近年では、測定対象の測定時間を短縮するために、マトリックス状に並べられた複数の測定対象を一度に測定することが求められている。

ところが、図１０に示すように、プローブ２ａが上述したカンチレバー型である場合、４つの測定対象の一辺同士が対向する領域であるＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域、−Ｙ軸領域の電極１ａの配置に対応させて、基板２ｂの面上に設けようとすると、Ｙ軸領域とＸ軸領域又は−Ｘ軸領域とが交差する部分、或いは−Ｙ軸領域とＸ軸領域又は−Ｘ軸領域とが交差する部分の電極１ａに対応するプローブ２ａ同士が交差してしまう。換言すると、基板２ｂの面上の中心領域にプローブ２ａを設けることができないという問題が存在している。

このような問題を解決し得るプローブカードとしては、基板の面上に同方向に向けて一列に並べて形成された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、この第１のプローブに被さるように平行に並べて形成された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを有し、第１のプローブをＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域又は−Ｙ軸領域の一方の測定対象１の電極１ａに、第２のプローブをＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域又は−Ｙ軸領域の他方の測定対象１の電極１ａに接触可能としたものがある( 特許文献１参照) 。

ＵＳ６５２０７７８Ｂ１号公報

しかしながら、前記第１のプローブは、基板の面上に位置する第１のベース部と、この第１のベース部から垂直方向に延びた第１の柱部と、この第１の柱部から水平方向に延びた第１のアーム部と、この第１のアーム部の先端部に設けられた第１の接触部とを有した形状となっている。一方、前記第２のプローブは、基板の面上に位置する第２のベース部と、この第２のベース部から前記第１の柱部よりも高く垂直方向に延びた第２の柱部と、この第２の柱部から第１のアーム部に沿って水平方向に延びた第２のアーム部と、この第２のアーム部の先端部に設けられた第２の接触部とを有した形状となっている。

このように第１、第２のプローブは、相互に形状が異なっている。このため、第１、第２のプローブの電気的特性が異なるという問題を有している。

しかも、第１、第２のプローブは形状が異なることから、犠牲層にマスクを使用して開口を形成するタイミングや導電層を形成するタイミング等が異なる。即ち、プローブの作成工程が増加し、コスト高になるという問題も有している。

更に、第１、第２のプローブは異なる形状であることから、相互に第１、第２の接触部の高さ位置にバラツキが生じてしまう。換言すると、第１、第２のプローブは第１、第２の接触部の高さ位置を均一にすることが困難であるという問題も有している。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その第１の目的とするところは、複数の測定対象の対向する一辺の面上に各々並べられた複数の電極に対応可能に配列された複数のプローブを同一工程で作成することができ、且つ当該プローブの高さ位置及び電気的特性を均一にすることができるプローブカード及びプローブの製造方法を提供することにあり、第２の目的とするところは、マトリックス状に並べられた測定対象の電気的諸特性を同時に測定することが可能なプローブカード及びプローブの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のプローブカードは、基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１列のプローブと、前記基板の面上に前記第１列のプローブと同ピッチ間隔で平行に配列された前記第１列のプローブと同形状の複数のカンチレバー型の第２列のプローブとを有し、第１列、第２列のプローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部と連続する複数段の階段状のビーム部とを有しており、前記第１列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端と前記第２列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端との間の距離をαとし、当該第２列のプローブの長さをβとしたとき、α＜βとなっている。

前記第１列、第２列のプローブのビーム部の最下段部の前記基板に対する平行領域の長さをγとしたとき、α＞γ又はγ＝０であることが好ましい。

前記基板の面上に９０°ピッチ間隔で設けられた第１、第２、第３及び第４のプローブ群を有し、この第１、第２、第３及び第４のプローブ群は、前記第１列、第２列のプローブを各々有した構成とすることができる。

本発明のプローブの製造方法は、同形状のカンチレバー型の第１列、第２列のプローブを、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブの一部に被さるように基板の面上に前後に並べて形成するプローブの製造方法であって、前記第１列、第２列のプローブを、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブに被さらない領域に相当する下段領域と、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブに被さる領域に相当する上段領域とに分け、前記基板の面上に前後に並ぶ第１の一対の開口を有する第１の犠牲層を形成し、当該第１の一対の開口に鍍金を行い、前記第１列、第２列のプローブの下段領域の部分を形成する工程と、前記第１列、第２列のプローブの下段領域の部分の先端部の上面が露出するように当該第１列、第２列のプローブを埋没する平坦層を形成する工程と、この平坦層の面上に前後に並ぶ第２の一対の開口を有する第２の犠牲層を形成し、当該第２の一対の開口に鍍金を行い、前記第１列、第２列のプローブの下段領域の部分と連続する上段領域の部分を形成する工程とを有したことを特徴としている。

本発明の請求項１に係るプローブカードによる場合、第１列、第２列のプローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部と連続する複数段の階段状のビーム部とを有した同形状であり、前記第１列のプローブのベース部の長さ方向の一端と前記第２列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端との間の距離αが、当該第２列のプローブの長さβよりも短くなるように配列されている。即ち、第２列のプローブのビーム部の上段部が第１列のプローブのビーム部の下段部に被さるように配列され、当該第１列、第２列のプローブが複数の測定対象の互いに対向する一辺の面上に各々一列に配列された複数の電極に接触可能となっている。このとき、前記第１列、第２列のプローブは同形状であることから、電気的特性を同じにすることができる。しかも、前記第１列、第２列のプローブは、シリコンプロセス技術により同一の工程で製造されるので、従来例に比べて製造工程を低減することができ、その結果、低コスト化を図ることができる。更に、シリコンプロセス技術により同一工程で製造可能であることから、前記第１列、第２列のプローブの高さ位置を揃えることができる。

本発明の請求項２に係るプローブカードによる場合、第１列、第２列のプローブのビーム部の最下段部の前記基板に対する平行領域の長さをγとしたとき、α＞γ又はγ＝０としている。このため、前記第１列、第２列のプローブが、測定対象の電極に各々接触し、その後、測定時に測定対象の電極に接触することにより上下に弾性変形しても、前記第１列のプローブに被さるように配列された前記第２列のプローブが当該第１列のプローブに接触するのを防止することができる。

本発明の請求項３に係るプローブカードによる場合、基板の面上に第１、第２、第３、第４のプローブ群が９０°ピッチ間隔で設けられている。第１、第２、第３、第４のプローブ群は前記第１列、第２列のプローブを有している。即ち、第１、第２、第３、第４のプローブ群が、マトリックス状に並べられた複数の測定対象の互いに対向する一辺の領域であるＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域、−Ｙ軸領域の複数の電極に対応して配置することができる。このため、マトリックス状に並べられた複数の測定対象の電気的諸特性を同時に測定することが可能になる。

本発明の請求項４に係るプローブの製造方法による場合、第１列、第２列のプローブを、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブの一部に被さるように基板の面上に前後に並べて形成することができるので、前記第１列、第２列のプローブを複数の測定対象の互いに対向する一辺の面上に各々一列に配列された複数の電極に接触可能とすることができる。しかも、前記第１列、第２列のプローブは同形状であることから、電気的特性を同じにすることができる。また、前記第１列、第２列のプローブは、同一の工程で製造されるので、従来例に比べて製造工程を低減することができ、その結果、低コスト化を図ることができる。更に、前記第１列、第２列のプローブは同一工程で製造可能であることから、前記第１列、第２列のプローブの高さ位置を揃えることができる。

以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの基板を透過させた平面図、図２は同プローブカードを使用して電気的諸特性を測定される測定対象の平面図、図３は同プローブカードの第１のプローブ群の斜視図、図４は同プローブカードの第１のプローブ群の部分の使用状態を示す断面図、図５は同プローブカードの第１のプローブ群の第１列、第２列のプローブのベース部及びビーム部の下段部の製造過程を示す断面図、図６は同プローブカードの第１のプローブ群の第１列、第２列のプローブのビーム部の上段部の製造過程を示す断面図、図７は同プローブカードの第１のプローブ群の第１列、第２列のプローブの接触部の製造過程を示す断面図、図８は同プローブカードの設計変更例を示す断面図、図９は同プローブカードの別の設計変更例を示す断面図である。

図１に示すプローブカードＣは、絶縁性を有する基板１００と、この基板１００の面上に９０°ピッチ間隔で設けられた第１、第２、第３、第４のプローブ群２００と、この第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の回りに設けられた８つの第５のプローブ群３００とを有した構成となっている。

このプローブカードＣは、図２に示す田の字状に配置された測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定するのに使用される。測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの面上の周縁部には、複数の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが並べて設けられている。なお、測定対象１０ａ、測定対象１０ｂの互いに対向する一辺の領域をＹ軸領域、測定対象１０ｂ、測定対象１０ｃの互いに対向する一辺の領域をＸ軸領域、測定対象１０ｃ、測定対象１０ｄの互いに対向する一辺の領域を−Ｙ軸領域、測定対象１０ｄ、測定対象１０ａの互いに対向する一辺の領域を−Ｘ軸領域と称する。

第１のプローブ群２００は、測定対象１０ｂ、１０ａのＹ軸領域の面上の複数の電極１１ｂ、１１ａの配置に対応させて配置されたカンチレバー型の複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。

この第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂは、図３及び図４に示すように、基板１００の面上に位置するベース部２１１ａ、２１１ｂと、このベース部２１１ａ、２１１ｂと連続する階段状のビーム部２１２ａ、２１２ｂと、このビーム部２１２ａ、２１２ｂの先端部に連続する突起状の接触部２１３ａ、２１３ｂとを有した同形状となっている。

ベース部２１１ａ、２１１ｂは基板１００の配線パターン１１０に電気的に接続される。ビーム部２１２ａ、２１２ｂは、ベース部２１１ａ、２１１ｂと連続する下段部２１２１ａ、２１２１ｂと、この下段部２１２１ａ、２１２１ｂと連続する上段部２１２２ａ、２１２２ｂとを有した２段構造である。接触部２１３ａ、２１３ｂは、測定対象１０ｂ、１０ａの電極１１ｂ、１１ａに接触する部分である。

第１列のプローブ２１０ａは、ビーム部２１２ａの先端部を同一方向に向けて一列に並べて配置される。第２列のプローブ２１０ｂは、第１列のプローブ２１０ａと同ピッチ間隔で平行に並べて配置される。このとき、図４に示すように、第１列のプローブ２１０ａのベース部２１１ａの長さ方向の一端と第２列のプローブ２１０ｂのベース部２１１ｂの長さ方向の一端との間の距離をα、第２列のプローブ２１０ｂの長さをβ、当該第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ｂの下段部２１２１ｂ( 即ち、最下段部) の基板１００に対する平行領域の長さをγとし、第１列のプローブ２１０ａと第２列のプローブ２１０ｂとがβ＞α＞γとなるように配置される。即ち、第２列のプローブ２１０ｂのビーム部２１２ｂの上段部２１２２ｂが、第１列のプローブのビーム部２１２ａの下段部２１２１ａに被さるように配置される。このようにして、第１列のプローブ２１０ａと、第２列のプローブ２１０ｂとが測定対象１０ｂ、１０ａのＹ軸領域の面上の複数の電極１１ｂ、１１ａの配置に対応して配置される。

また、第１列のプローブ２１０ａと、第２列のプローブ２１０ｂとをα＞γとなるように配置したことにより、第２列のプローブ２１０ｂのビーム部２１２ｂの上段部２１２２ｂを、第１列のプローブ２１０ａのベース部２１１ａ及びビーム部２１２ａの下段部２１２１ａに被せるように配置しても、当該第２列のプローブ２１０ｂのビーム部２１２ｂの上段部２１２２ｂが、後述する測定時の上下方向の弾性変形により変位し、当該第１列のプローブ２１０ａのビーム部２１２ａの下段部２１２１ａに接触しないようになっている。

第２のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第２のプローブ群２００は、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ｃ、１０ｂのＸ軸領域の面上の複数の電極１１ｃ、１１ｂの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。

第３のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第３のプローブ群２００も、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ｄ、１０ｃの−Ｙ軸領域の面上の複数の電極１１ｄ、１１ｃの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。

第４のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第４のプローブ群２００も、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ａ、１０ｄの−Ｘ軸領域の面上の複数の電極１１ａ、１１ｄの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。

第５のプローブ群３００は、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂと同形状のカンチレバー型の複数のプローブ３１０を有する。このプローブ３１０は、図３に示すように、測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの対向しない残りの辺の面上の電極１１ｂ、１１ａ、１１ｃ、１１ｄの配置に対応して配置される。

基板１００については周知のプリント基板やシリコン基板等を用いる。この基板１００の内部及び面上には、図４に示すように、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及び第５のプローブ群３００のプローブ３１０と各々電気的に接続される複数の配線パターン１１０( ここでは、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂに接続された配線パターン１１０について図示し、プローブ３１０に接続された配線パターン１１０については図示省略する。) が設けられている。更に、基板１００の面上には、配線パターン１１０と各々電気的に接続された図示しない外部電極が設けられている。この外部電極は後述する測定装置に電気的に接続される。

以下、基板１００の面上に、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及び第５のプローブ群３００のプローブ３１０を同時に形成する方法について説明する。なお、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及びプローブ３１０は同形状であるので、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂを例に挙げて説明する。

まず、図５に示すように、基板１００の面上に銅を鍍金し、第１の台座４０１ａ、４０１ｂを形成する。この基板１００の面上に第１の台座４０１ａ、４０１ｂを覆うようにレジスト５００( 即ち、第１の犠牲層) を形成する。そして、レジスト５００に図示しない第１のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第１の台座４０１ａ、４０１ｂが露出する第１の開口５０１ａ、５０１ｂを形成する。この第１の開口５０１ａ、５０１ｂに鍍金を行い、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのベース部２１１ａ、２１１ｂ及びビーム部２１２ａ、２１２ｂの下段部２１２１ａ、２１２１ｂ( これらが、下段領域となる。) を形成する。そして、レジスト５００を除去する。

その後、図６に示すように、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ａ、２１２ｂの下段部２１２１ａ、２１２１ｂの先端部の上面が露出するように銅を鍍金し、これにより当該第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ａ、２１２ｂの下段部２１２１ａ、２１２１ｂが埋め込まれる第１の銅の層６０１( 即ち、平坦層) を形成する。

この第１の銅の層６０１の面上に銅を鍍金し、第２の台座４０２ａ、４０２ｂを形成する。そして、この第１の銅の層６０１の面上に第２の台座４０２ａ、４０２ｂを覆うようにレジスト５００( 即ち、第２の犠牲層) を形成する。そして、レジスト５００に図示しない第２のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第２の台座４０２ａ、４０２ｂが露出する第２の開口５０２ａ、５０２ｂを形成する。この第２の開口５０２ａ、５０２ｂに鍍金を行い、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ａ、２１２ｂの上段部２１２２ａ、２１２２ｂ( これらが、上段領域となる。) を、当該ビーム部２１２ａ、２１２ｂの下段部２１２１ａ、２１２１ｂの先端部に連続するように形成する。そして、レジスト５００を除去する。

その後、図７に示すように、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ａ、２１２ｂの上段部２１２２ａ、２１２２ｂの先端部の上面が露出するように銅を鍍金し、当該上段部２１２２ａ、２１２２ｂが埋め込まれる第２の銅の層６０２を形成する。この第２の銅の層６０２の面上にレジスト５００を形成し、図示しない第３のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第３の開口５０３ａ、５０３ｂを形成する。この第３の開口５０３ａ、５０３ｂに鍍金を行い、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの接触部２１３ａ、２１３ｂを、当該第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ａ、２１２ｂの上段部２１２２ａ、２１２２ｂの先端部に連続するように形成する。そして、そして、レジスト５００及び第１、第２の銅の層６０１、６０２を除去する。このようにして第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが基板１００の面上に同時に形成される。

以下、このプローブカードＣを用いて測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定する方法について説明する。まず、プローブカードＣを図示しない測定装置のプローバに取り付ける。

その後、前記プローバを動作させ、プローブカードＣと測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと相対的に近づける。すると、図４に示すように、第１のプローブ群２００の複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ｂ、１０ａのＹ軸領域の面上の複数の電極１１ｂ、１１ａに接触し、上下方向に弾性変形する。第２のプローブ群２００の複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ｃ、１０ｂのＸ軸領域の面上の複数の電極１１ｃ、１１ｂに接触し、上下方向に弾性変形する。第３のプローブ群２００の複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ｄ、１０ｃの−Ｙ軸領域の面上の複数の電極１１ｄ、１１ｃに接触し、上下方向に弾性変形する。第４のプローブ群２００の複数の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂが測定対象１０ａ、１０ｄの−Ｘ軸領域の面上の複数の電極１１ａ、１１ｄに接触し、上下方向に弾性変形する。第５のプローブ群３００の複数のプローブ３１０が測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの対向しない残りの辺の面上の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに接触し、上下方向に弾性変形する。

このとき、第２列のプローブ２１０ｂのビーム部２１２ｂの上段部２１２２ｂは、第１列のプローブ２１０ａのベース部２１１ａ及びビーム部２１２ａの下段部２１２１ａ上で変位することから、上段部２１２２ｂがベース部２１１ａ及びビーム部２１２ａの下段部２１２１ａに接触しない。

この過程で前記測定装置により測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定する。

このようなプローブカードＣによる場合、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００が基板１００面上に９０°ピッチ間隔で設けられている。この第１、第２、第３、第４のプローブ群２００は同方向に向けて２列に並べて設けられた第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有している。このため、Ｙ軸領域の複数の電極１１ａ、１１ｂに、Ｘ軸領域の複数の電極１１ｂ、１１ｃに、−Ｙ軸領域の複数の電極１１ｃ、１１ｄに、−Ｘ軸領域の複数の電極１１ｄ、１１ａに、各プローブ群の第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ同士が交差することなく配置することができる。この結果、測定対象１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定することができる。

しかも、第１列のプローブ２１０ａのベース部２１１ａの長さ方向の一端と第２列のプローブ２１０ｂのベース部２１１ｂの長さ方向の一端との間の距離αが、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂのビーム部２１２ａ、２１２ｂの下段部２１２１ａ、２１２１ｂの基板１００に対する平行領域の長さγよりも短くなっている。このため、第２列のプローブ２１０ｂのビーム部２１２ｂの上段部２１２２ｂが、測定時の上下方向の弾性変形により変位しても、当該第１列のプローブ２１０ａのビーム部２１２ａの下段部２１２１ａに接触するのを防止することができる。

更に、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂは同形状であることから、電気的特性を同じにすることができるので、従来例と比べて測定精度を上げることができる。しかも、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及びプローブ３１０は、シリコンプロセス技術により同一の工程で作成されるので、従来例に比べて製造工程を低減するうことができ、その結果、低コスト化を図ることができる。更に、シリコンプロセス技術により同一工程で作成可能であることから、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの接触部２１３ａ、２１３ｂ及びプローブ３１０の接触部の高さ位置を揃えることができるので、この点でも従来例と比べて測定精度を上げることができる。

なお、このプローブカードは、基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１列のプローブと、前記基板の面上に前記第１列のプローブと同ピッチ間隔で平行に配列された前記第１列のプローブと同形状の複数のカンチレバー型の第２列のプローブとを有し、第１列、第２列のプローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部と連続する複数段の階段状のビーム部とを有しており、前記第１列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端と前記第２列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端との間の距離をαとし、当該第２列のプローブの長さをβとしたとき、α＜βとなっている限りどのように設計変更を行ってもかまわない。

即ち、２つの測定対象の対向する一辺の面上に各々少なくとも一列に配列された複数の電極に、上述の通り配列された前記第１列、第２列のプローブを接触させ、当該２つの測定対象を同時に測定するのに使用することが可能な構成である限りどのような設計変更を行ってもかまわない。

第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂについては、２段のビーム部２１２ａ、２１２ｂを有するとしたが、複数段のビーム部を有する形状とすることができる。また、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂは、接触部２１３ａ、２１３ｂを有するとしたが、接触部２１３ａ、２１３ｂを設けるか否かは任意である。

更に、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂは、β＞α＞γであるとしたが、図８に示すように、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの平行領域γを０とすることができる。このように第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの平行領域γを０とした場合であっても、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの上段部２１２２ａ、２１２２ｂが測定時に上下方向に変位することを予め想定した設計とすることによって、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ同士の接触を防ぐことができる。また、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの電気的に露出が必要な部分は、接触部２１３ａ、２１３ｂだけであるので、それ以外の部分を絶縁部材によって被覆しても良い。前記絶縁部材については弾性を有するものとすれば、第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂの針厚を高くすることができるという効果を奏する。

この第１列、第２列のプローブ２１０ａ、２１０ｂは、第１の台座４０１ａ、４０１ｂ及び第２の台座４０２ａ、４０２ｂに鍍金を行うことにより形成されるとしたが、第１の開口５０１ａ、５０１ｂ及び第２の開口５０２ａ、５０２ｂの底面に鍍金を行うことにより形成するようにしても良い。銅以外の台座を用いることが可能であることはいう迄もない。

測定対象の電極が周縁部の面上に複数列並べて設けられている場合、プローブを２列以上設けることができる。例えば、図９に示すように、測定対象１０ａ、１０ｂに電極１０ａ、１０ａ、１１ｂ、１１ｂが２列に並べて設けられている場合、同形状の第１列、第２列、第３列、第４列のプローブ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄを基板１００の面上に設けることができる。

なお、上記実施例は、４つの測定対象が田の字状に配置された場合を例に挙げて説明したが、複数の測定対象がマトリックス状に並べられたものに適応可能であることはいう迄もない。

本発明の実施の形態に係るプローブカードの基板を透過させた平面図である。 同プローブカード使用して電気的諸特性を測定される測定対象の平面図である。 同プローブカードの第１のプローブ群の斜視図である。 同プローブカードの第１のプローブ群の部分の使用状態を示す断面図である。 同プローブカードの第１のプローブ群の第１列、第２列のプローブのベース部及びビーム部の下段部の製造過程を示す断面図である。 同プローブカードの第１のプローブ群の第１列、第２列のプローブのビーム部の上段部の製造過程を示す断面図である。 同プローブカードの第１のプローブ群の第１列、第２列のプローブの接触部の製造過程を示す断面図である。 同プローブカードの設計変更例を示す断面図である。 同プローブカードの別の設計変更例を示す断面図である。 従来例のプローブカードの問題点を示す平面図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 測定対象
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 電極
Ｃ プローブカード
１００ 基板
２００ 第１、第２、第３、第４のプローブ群
２１０ａ 第１列のプローブ
２１１ａ ベース部
２１２ａ ビーム部
２１２１ａ 下段部
２１２２ａ 上段部
２１０ｂ 第２列のプローブ
２１１ｂ ベース部
２１２ｂ ビーム部
２１２２ｂ 下段部
２１２２ｂ 上段部
５００ レジスト層( 第１、第２の犠牲層)
５０１ａ、５０１ｂ 第１の開口
５０２ａ、５０２ｂ 第２の開口
６０１ 第１の銅の層( 平坦層)

Claims (4)

1. 基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１列のプローブと、前記基板の面上に前記第１列のプローブと同ピッチ間隔で平行に配列された前記第１列のプローブと同形状の複数のカンチレバー型の第２列のプローブとを有し、
   第１列、第２列のプローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部と連続する複数段の階段状のビーム部とを有しており、
   前記第１列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端と前記第２列のプローブの前記ベース部の長さ方向の一端との間の距離をαとし、当該第２列のプローブの長さをβとしたとき、α＜βとなっていることを特徴とするプローブカード。
2. 請求項１記載のプローブカードにおいて、前記第１列、第２列のプローブのビーム部の最下段部の前記基板に対する平行領域の長さをγとしたとき、α＞γ又はγ＝０としたことを特徴とするプローブカード。
3. 請求項１又は２記載のプローブカードにおいて、前記基板の面上に９０°ピッチ間隔で設けられた第１、第２、第３及び第４のプローブ群を有し、この第１、第２、第３及び第４のプローブ群は、前記第１列、第２列のプローブを各々有していることを特徴とするプローブカード。
4. 同形状のカンチレバー型の第１列、第２列のプローブを、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブの一部に被さるように基板の面上に前後に並べて形成するプローブの製造方法であって、
   前記第１列、第２列のプローブを、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブに被さらない領域に相当する下段領域と、当該第２列のプローブが当該第１列のプローブに被さる領域に相当する上段領域とに分け、
   前記基板の面上に前後に並ぶ第１の一対の開口を有する第１の犠牲層を形成し、当該第１の一対の開口に鍍金を行い、前記第１列、第２列のプローブの下段領域の部分を形成する工程と、前記第１列、第２列のプローブの下段領域の部分の先端部の上面が露出するように当該第１列、第２列のプローブを埋没する平坦層を形成する工程と、この平坦層の面上に前後に並ぶ第２の一対の開口を有する第２の犠牲層を形成し、当該第２の一対の開口に鍍金を行い、前記第１列、第２列のプローブの下段領域の部分と連続する上段領域の部分を形成する工程とを有したことを特徴とするプローブの製造方法。