JP2009276120A - プローブ、及びプローブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、高性能なプローブ、及びプローブの製造方法を提供する。
【解決手段】対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカード２０に設けられるプローブ２２であって、プローブカード２０の配線基板２１と接続される接続部３４と、対象物の電極パッドと接触するための接触部３１と、接続部３４から接触部３１に向かって延在するビーム部３２と、ビーム部３２を接続部３４に対して回転可能に支持するヒンジ部３３と、を備えるプローブである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プローブ、及びプローブの製造方法に関する。

半導体基板に形成されたチップ状の半導体装置では、半導体チップが半導体ウエハから切り離される前の状態で電気的な検査を行う。このような電気的検査では、電極パッドの配置に応じて複数のプローブが実装されているプローブカード（プローブボード）が用いられる。具体的には、半導体装置に設けられている電極パッドに対してプローブを接触させる。そして、プローブを介して半導体装置に通電し電気特性検査（プロービング）を行っている。近年の半導体装置の高集積化に伴い、プローブカードに形成するプローブの数も増加している。すなわち、テストデバイスの狭ピッチ化によって、プローブ寸法を小さくする必要がある。

このようなプローブには、カンチレバー型（片持ち梁型）のものと、スプリングピン型のものがある。カンチレバー型のプローブは、横方向に伸びている。すなわち、図７に示すように、配線基板２１にプローブ２２が実装され、プローブカード２０の配線基板２１の主面に沿って延びている（特許文献１）。そして、プローブカード２０を縦方向（矢印方向）に移動して、縦方向（矢印方向）に突出した部分を半導体チップ１１の電極パッド１２に接触させる。

カンチレバー型プローブには、導電性のほか、剛性、及び弾性などが要求される。すなわち、電極パッド１２に対してプローブ２２を矢印方向に押し付けるための弾性や、押し付けた際に変形しないための剛性が要求される。このように、プローブ２２に弾性を持たせることで、電極パッドに対してプローブをオーバードライブで押し付けることが可能になる。オーバードライブで押し付けることによって、プローブ２２が矢印と反対方向に押し上げられて、変形する。プローブが変形した際の弾性力によって、電極パッドとの接触性を向上することができる。また、オーバードライブで押し付けた際に、プローブが変形しないように、剛性が要求される。これにより、耐久性を向上することができ、検査を繰り返し行うことができる。

さらに、特許文献１のプローブには、接触部３１を電極パッド１２の表面に接触させた際に、電極パッド１２に形成されている表面酸化膜を削り取るため、先端に突起部が設けられている。このようにすることで、絶縁性の表面酸化膜を削り取るスクラブ効果を得ることができ、電極パッド１２との接触性を向上することができる。

このような、プローブ２２は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を利用して生産される（特許文献２）。すなわち、フォトリソグラフィー法を用いて導電層や犠牲層を形成していくことで、所望の形状のプローブが得られる。具体的には、所望のパターン形状を有する導電層、及び犠牲層を積層していき、犠牲層を除去する。こうすることで、犠牲基板からプローブが取り外され、プローブが完成する。

特開２００４−１５０８７４号公報 特開２００３−２２７８４９号公報

上記のように半導体装置の高集積化が進むにつれて、プローブを小型化する必要が生じている。すなわち、図７に示すように配線基板２１の主面に平行な方向の長さである、フレーム長をより短くする必要がある。しかしながら、フレーム長が短くなると、オーバドライブで押し付けた場合に、塑性変形を起こしてしまう。すなわち、オーバードライブ量を大きくすると、弾性限界を越えて塑性変形が生じてしまう。塑性変形が生じると、次の半導体装置に対する検査に使用できなくなってしまう。このように、プローブを小型化する場合、オーバドライブ量が制限されてしまう。したがって、接触性が低下して、確実に検査を行うことができなく。あるいは、プローブの耐久力不足等の問題が懸念される。

このように従来のプローブでは、小型化に伴い、接触性、耐久性等の性能が劣化してしまうという問題点がある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型で、高性能なプローブ、及びプローブの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかるプローブは、対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカードに設けられるプローブであって、前記プローブカードの配線基板と接続される接続部と、前記対象物の電極パッドと接触する接触部と、前記接続部から前記接触部に向かって延在するビーム部と、前記ビーム部を前記接続部に対して回転可能に支持するヒンジ部と、を備えるものである。これにより、オーバードライブで電極パッドに押し付けた場合でも、プローブの変形を防ぐことができる。よって、プローブを小型化した場合でも、電極パッドに対して確実に接触させることができる。

本発明の第２の態様にかかるプローブは、上記のプローブであって、前記接続部が前記電極パッド側に向かって延在した支柱を有し、前記ヒンジ部が前記支柱に設けられているものである。これにより、確実に接触させることができる。

本発明の第３の態様にかかるプローブは、上記のプローブであって、前記ビーム部と前記接続部との間に設けられ、前記接触部を前記電極パッドに対して押し当てるバネ部をさらに備えるものである。これにより、電極パッドに対して、プローブを確実に接触させることができる。

本発明の第４の態様にかかるプローブは、上記のプローブであって、前記バネ部が導電性材料によって形成されているものである。これにより、導電性を向上することができる。

本発明の第５の態様にかかるプローブの製造方法は、対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカードに設けられるプローブの製造方法であって、犠牲基板に、第１導電層を形成する工程と、前記第１導電層の上に軸部を形成する工程と、前記軸部の側面を覆い、前記軸部の側面から前記第１導電層上まで延在した下部犠牲層を形成する工程と、前記軸部を囲むように設けられた回転部を前記下部犠牲層上に形成する工程と、前記軸部の回りに設けられた回転部上に上部犠牲層を形成する工程と、前記上部犠牲層の上に前記軸部を覆う第２導電層を形成する工程と、前記上部犠牲層、及び前記下部犠牲層を取り除いて、前記軸部周りに前記回転部が回転可能なヒンジ機構を形成する工程と、を備えるものである。これにより、オーバードライブで電極パッドに押し付けた場合でも、プローブの変形を防ぐことができる。よって、プローブを小型化した場合でも、電極パッドに対して確実に接触させることができる。

本発明によれば、小型で、高性能なプローブ、及びプローブの製造方法を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。

まず、本実施の形態に係るプローブ（接触子）を用いたプローブカードの構成について、図１を用いて説明する。図１は、半導体装置に対して電気特性検査（プロービング）を行うためのプローブカードの構成を模式的に示す側面図である。図１に示すように、半導体基板であるウエハ１０には、複数の半導体チップ１１が形成されている。また、半導体デバイスである半導体チップ１１はウエハ１０上に多数配列されている。そして、その半導体チップ１１の表面には、電気的な接続を行うための電極パッド１２が形成されている。１つの半導体チップ１１には、複数の電極パッド１２が設けられている。電極パッド１２は露出している。電極パッド１２を介して、半導体チップ１１に設けられている回路に対して、各種信号の入出力が行なわれる。

プローブカード２０は、ウエハ１０に対して対向配置されている。すなわち、プローブカード２０は、ウエハ１０に対して平行に配置される。プローブカード２０は、ウエハ１０の上方に配置されている。プローブカード２０は、配線基板２１とプローブ２２とを有している。配線基板２１には、複数のプローブ２２が実装されている。電極パッド１２の配置に応じて、複数のプローブ２２が配列されている。そして、それぞれのプローブ２２が対応する電極パッド１２に接触する。配線基板２１には、それぞれプローブ２２と接続される配線が形成されている。これにより、プローバからの検査信号が配線基板２１の配線を介してプローブ２２に供給される。

そして、プローブ２２を配線基板２１に実装する。プローブ２２は、半田付けなどによって、配線基板２１に固着されている。すなわち、プローブ２２のバンプが、配線基板２１の配線に半田付けされる。したがって、配線基板２１の配線が、プローブ２２を介して、電極パッド１２と接続される。これにより、検査信号の入出力が可能になる。なお、以下の説明において、配線基板２１の主面（下面）と平行な方向を横方向とし、垂直な方向を縦方向とする。

検査（プロービング）を行う際は、電極パッド１２に対してプローブ２２の先端が当接する。すなわち、図１の矢印方向（縦方向）にプローブ２２を有するプローブカード２０を移動させる。すると、プローブ２２と電極パッド１２が近づいていき、プローブ２２の先端が電極パッド１２の表面に接触する。これにより、電極パッド１２がプローブ２２と導通する。さらに、プローブカード２０を矢印方向に若干移動させると、オーバードライブでの押し付けが可能となる。これにより、電極パッド１２との接触性を向上することができ、確実な検査が可能となる。

プローブ２２は、カンチレバー型（片持ち梁型）のものである。したがって、プローブ２２は、横方向（矢印と垂直方向）に沿って延びている。すなわち、プローブ２２は配線基板２１と主面と平行な方向に沿って設けられている。そして、オーバードライブで押し付けた際に生じる弾性力によって、プローブ２２の先端が電極パッド１２に押し付けられる。これにより、確実に接触させることができる。

次に、プローブ２２の構成について、図２を用いて説明する。図２は、プローブ２２の構成を模式的に示す斜視図である。プローブ２２は、接触部３１と、ビーム部３２と、ヒンジ部３３と、接続部３４と、バネ部３５とを有している。また、接続部３４は、支持台３４ａと、支柱３４ｂと、バンプ３４ｃと、凹溝３４ｄとを有している。なお、図２では、図１とは上下が反対になっており、上側が電極パッド１２側になっており、下側が配線基板２１側になっている。したがって、接触部３１が電極パッド１２側に突出して配置され、バンプ３４ｃが配線基板２１側に配置される。プローブ２２は、導電性を有する金属材料などによって構成されている。

プローブ２２の上端には、電極パッド１２と接触する接触部３１が設けられている。接触部３１は、横方向に延びたビーム部３２に支持されている。ビーム部３２は、横方向、すなわち配線基板２１の主面に沿って延びている。さらに、ビーム部３２は、ほぼＬ字型に屈曲している。すなわち、横方向に延びたビーム部３２が屈曲することによって、ビーム部３２の先端側が電極パッド１２の方向に延びる。電極パッド１２の方向に延びた端部に、接触部３１が設けられている。すなわち、電極パッド１２側の端部に、接触部３１が設けられている。接触部３１は、プローブ２２の他の部分よりも、電極パッド１２側に突出している。接触部３１の先端は尖っている。

ビーム部３２は、接続部３４に支持されている。ビーム部３２の接触部３１側と反対側の端部が接続部３４に連結されている。すなわち、ビーム部３２は、接続部３４から接触部３１に向かって延在している。接続部３４は、配線基板２１と接続される部分である。すなわち、接続部３４は配線基板２１に固定される台座部分となり、ビーム部３２などを支持する。

接続部３４は、Ｌ字型に屈曲しており、支持台３４ａと支柱３４ｂとを有している。支持台３４ａは横方向に延びており、支柱３４ｂは、縦方向に延びている。すなわち、支柱３４ｂは支持台３４ａの一端から、電極パッド１２の方向に延在している。さらに、支持台３４ａの中央部分には、バンプ３４ｃが設けられている。バンプ３４ｃは、支持台３４ａや支柱３４ｂと異なる材料によって形成されている。バンプ３４ｃは、配線基板２１側に露出している。バンプ３４ｃは、配線基板２１の配線と電気的に接続される。なお、バンプ３４ｃは、支持台３４ａから配線基板２１側に突出していてもよい。

接続部３４には、ヒンジ機構を有するヒンジ部３３が設けられている。ヒンジ部３３は支柱３４ｂの先端側に配置されている。ヒンジ部３３は、回転軸を有し、ビーム部３２を回転可能に支持している。ヒンジ部３３によって、ビーム部３２が図２の矢印に沿って回転する。これにより、ビーム部３２と支柱３４ｂとの間の角度が変化する。そして、ビーム部３２と支持台３４ａとの間の距離が変化する。支柱３４ｂの先端には、ビーム部３２の厚みよりも若干大きい凹溝３４ｄが形成される。そして、その凹溝３４ｄにビーム部３２の端部が挿入されている。接続部３４とビーム部３２の交点に、ヒンジ部３３が配置される。このように、ビーム部３２はヒンジ部３３を介して、接続部３４に取り付けられている。なお、ヒンジ部３３の製造方法については、後述する。

さらに、ビーム部３２にはバネ部３５が接続されている。バネ部３５はＳ字型に形成されている。横方向において、ビーム部３２に対するバネ部３５の取り付け位置は、接触部３１と支柱３４ｂとの間になっている。バネ部３５は、ビーム部３２と接続部３４の間に設けられている。バネ部３５の一端が支持台３４ａに固定され、他端がビーム部３２に固定されている。ここでは、２つのＳ字型のバネ部３５がビーム部３２を挟むように配置されている。このように、Ｓ字型イに屈曲したバネ部３５を設けることで、接触部３１が電極パッド１２に付勢される。バネ部３５は、接続部３４やビーム部３２と同様に導電性の金属材料を用いることができる。バネ部３５に導電性材料を用いることで、バネ部３５を介してビーム部３２と接続部３４とが導通する。このため、導電性を向上することができる。なお、十分な導電性を確保できる場合は、バネ部３５を絶縁性材料によって形成してもよい。例えば、バネ部３５として樹脂材料などを用いることができる。

オーバードライブによってプローブ２２を電極パッド１２に押し付けた場合、バネ部３５は、ビーム部３２を付勢する。これにより、接触部３１が電極パッド１２に押し付けられ、接触性を向上することができる。すなわち、プローブ２２を押し付けると、ヒンジ部３３によってビーム部３２が回転する。図２では、ヒンジ部３３を回転中心として、ビーム部３２が下方向に回転する。これにより、ビーム部３２の接触部３１側の端部が支持台３４ａに近づく。すると、バネ部３５が縮み、弾性力が発生する。このバネ部３５の弾性力によって、ビーム部３２が上方向に付勢される。したがって、接触部３１が電極パッド１２の方向に付勢される。電極パッド１２に対して、接触部３１を確実に接触させることができる。よって、接触性を向上することができ、確実に検査することができる。また、バネ部３５のバネ定数を適当な値にすれば、プローブ２２の塑性変形するのを防ぐことができる。よって、耐久性を向上することができ、繰り返しの検査を確実に行うことができる。このように、小型で高性能なプローブ２２を提供することができる。

なお、図２に示す例では、Ｓ字型のバネ部３５を設けたが、バネ部３５の形状はＳ字型に限られるものではない。例えば、図３に示すようにＣ字型のバネ部３５を設けてもよい。なお、図３では、１つのＣ字型のバネ部３５がビーム部３２の支持台３４ａ側の面に接続されている。あるいは、図４に示すように、Ｚ字型のバネ部３５を設けてもよい。図４では、１つのＺ字型のバネ部３５が、ビーム部３２に接続されている。もちろん、バネ部３５の形状は特に限定されるものではなく、図２〜図４以外の形状であってもよい。また、バネ部３５にヒンジ部３３を設けてもよい。バネ部３５の一端を接続部３４に接続し、他端をビーム部３２に接続することで、確実に接触させることができる。

次に、図５を用いてヒンジ部３３の構成について説明する。図５は、図３に示したプローブ２２の構成を示す図である。図５（ａ）は、プローブ２２の構成を示す側面断面図であり、図５（ｂ）は、プローブ２２の構成を示す斜視図である。すなわち、図５（ａ）は、Ｃ字型のバネ部３５を有するプローブ２２の側面断面図である。図５（ａ）では、プローブ２２の厚み方向の構成が分かるように、断面の構成が示されている。したがって、図５（ａ）では、ビーム部３２のＬ字型屈曲は省略されている。図５（ａ）では、図５（ｂ）に示すように、Ａの丸で囲まれた部分が接触部３１に対応し、Ｂの丸で囲まれた部分がヒンジ部３３に対応し、Ｃの丸で囲まれた部分が接続部３４に対応し、Ｄの丸で囲まれた部分がバネ部３５に対応し、Ｅの丸で囲まれた部分がバンプ３４ｃに対応している。

図５（ａ）のＣ部、Ｄ部に示すように、バネ部３５、及び接続部３４は、下構造層４１、中間構造層４３、上構造層４５の３層構造を有している。すなわち、下構造層４１の上に、中間構造層４３が形成されている。そして、中間構造層４３の上に上構造層４５が形成されている。中間構造層４３の上面は上構造層４５の下面と接触し、下面は下構造層４１の上面と接触している。下構造層４１、中間構造層４３、及び上構造層４５は、例えば、ニッケルコバルト（ＮｉＣｏ）などの導電性の金属材料によって形成されている。したがって、下構造層４１、中間構造層４３、及び上構造層４５は導通している。また、バンプ３４ｃは、例えば、メッキ層に形成され、下構造層４１、中間構造層４３、及び上構造層４５の３層構造と同程度の厚さを有している。また、接続部３４の凹溝３４ｄは、中間構造層４３がなく、上構造層４５と下構造層４１とによって構成されている。すなわち、中間構造層４３の厚さに対応する凹溝３４ｄが形成されている。

図５（ａ）のＢ部に示すように、ヒンジ部３３には、軸部４２が形成されている。軸部４２は、下構造層４１及び上構造層４５の間に配置されている。軸部４２は、ヒンジ機構の軸となるため、例えば、円柱状に形成されている。軸部４２の上面が上構造層４５に固定され、下面が下構造層４１に固定される。

軸部４２の周りには、ビーム部３２となる回転部４４が設けられている。回転部４４は、軸部４２を挿入するための貫通孔が設けられている。そして、貫通孔は、軸部４２よりも大きく形成されている。したがって、回転部４４は、軸部４２を囲むように、軸部４２の側面全周に設けられている。

回転部４４の一部は、凹溝３４ｄに挿入されている。すなわち、回転部４４の上側には、上構造層４５が配置され、下側には下構造層４１が配置されている。ヒンジ部３３において、軸部４２の上下両側には、軸部４２よりも大きい下構造層４１、上構造層４５が設けられている。よって、回転部４４が軸部４２から抜けることがない。また、回転部４４は、中間構造層４３よりも薄く形成されている。したがって、回転部４４の上下には隙間が生じている。すなわち、回転部４４と上構造層４５とは固定されておらず、その間に隙間が形成されている。また、回転部４４と下構造層４１とは固定されておらず、その間に隙間が形成されている。したがって、回転部４４が軸部４２を回転中心として回転する。これにより、ヒンジ部３３によってビーム部３２が回転可能に支持される。軸部４２、及び回転部４４は、導電性材料によって形成されている。軸部４２、及び回転部４４としては、下構造層４１などと同様に、ニッケルコバルト（ＮｉＣｏ）などの金属材料を用いることができる。

図５（ａ）に示すように、Ａ部では、接触部３１となる先端チップ４７が設けられている。先端チップ４７は、例えば、パラジウムコバルト（ＰｄＣｏ）によって形成されている。さらに、先端チップ４７の一部は回転部４４と上構造層４５との間に配置されている。すなわち、ヒンジ部３３の外側部分において、ビーム部３２が回転部４４と上構造層４５と構成される。すなわち、ビーム部３２の中央部分では、ビーム部３２が回転部４４と上構造層４５と積層構造から構成される。ビーム部３２において、回転部４４と上構造層４５とが接続される。さらに、ビーム部３２の先端側では、回転部４４と先端チップ４７と上構造層４５との３層構造になっている。したがって、先端チップ４７が回転部４４と上構造層４５との間に配置されている。そして、接触部３１は、先端チップ４７で形成されている。すなわち、先端チップ４７の先端側は、回転部４４及び上構造層４５からはみ出すように形成されている。そして、先端チップ４７のはみ出した部分が接触部３１となっている。

オーバードライブで押し付けた場合、ヒンジ部３３によってビーム部３２が回転する。図５（ａ）では、上下方向を回転軸の方向としてビーム部３２が回転する。ビーム部３２にヒンジ部３３を設けることによって、ビーム部３２が屈曲時に歪を発生しない。また、ビーム部３２をバネ部３５を接続するため、弾性を持たせる必要がなくなる。このため、ビーム部３２を短くすることができ、フレーム長が短くなる。これにより、プローブ２２の小型化を実現することができる。また、プローブ２２を小型化した場合でも、オーバードライブによるプローブの変形を防ぐことができる。これにより、オーバードライブ量を大きくすることができ、電極パッドに対してプローブ２２を確実に接触させることができる。また、支柱３４ｂにヒンジ部を設けることで、電極パッドに対してプローブ２２を確実に接触させることができる。さらに、ビーム部３２を押し付けるバネ部３５が設けられているため、電極パッド１２に対して接触部３１を確実に接触させることができる。これにより、接触性を向上することができ、確実な検査が可能になる。このように、ヒンジ部３３を設けることで、小型で高性能なプローブ２２を実現することができる。

次に、プローブ２２の製造方法について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態にかかるプローブ２２の製造方法を示す工程断面図である。以下の各層におけるパターンは、例えば、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されている。すなわち、フォトリソグラフィーを用いることによって、所望の形状のパターンを積層していくことができる。具体的には、導電層の形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去などを繰り返し行うことで、基板上に、プローブ２２が形成される。また、導電層の形成には、メッキやスパッタなどの方法が用いられる。そして、犠牲層を除去することで、犠牲基板からプローブ２２が取り外される。また、各犠牲層としては、銅やフォトレジスト等を用いることができる。

まず、Ｓｉウエハなどからなる犠牲基板５１を用意する。犠牲基板５１の全面に銅（Ｃｕ）等からなる第１犠牲層５２を形成する。第１犠牲層５２を研磨して平坦化する。そして、第１犠牲層５２の上に、下構造層４１のパターンを形成する。また、バネ部３３として働く下構造層４８は、下構造層４１と同材質もしくは弾力性の大きな材料で形成する。これにより、図６（ａ）に示す構成となる。下構造層４１のパターンは、ヒンジ部３３、接続部３４、及びバネ部３５となる部分に形成される。このように、第１犠牲層５２が形成されている犠牲基板５１上に、下構造層４１を形成する。下構造層４１は、ニッケルコバルト（ＮｉＣｏ）などの導電性材料によって形成されている。

次に、図６（ｂ）に示すように、下構造層４１上に、軸部４２、及び第２犠牲層５３を形成する。第２犠牲層５３は、下構造層４１が形成されてない領域に配置される。そして、表面を研磨して平坦化する。これにより、第２犠牲層５３の高さが下構造層４１と一致する。すなわち、第２犠牲層５３と下構造層４１との上面は、略同じ高さになっている。このように、下構造層４１が形成されていない領域が第２犠牲層５３によって埋められる。軸部４２は、ヒンジ機構の回転軸となるように、例えば、円柱状に形成される。軸部４２は、Ｂ部、すなわち、ヒンジ部３３となる部分のみに島状に形成される。軸部４２は、下構造層４１からはみ出すことなく形成されている。軸部４２は、下構造層４１と同様の金属材料によって形成されて、下構造層４１と接触している。

軸部４２を形成した後、図６（ｃ）に示すように、第３犠牲層５４を形成する。第３犠牲層５４は、円柱状の軸部４２の側面に形成される。さらに、Ｂ部において、第３犠牲層５４は、軸部４２の側面から下構造層４１上まで延在している。さらに、Ａ部においては、第３犠牲層５４が第２犠牲層５３上に形成されている。すなわち、第３犠牲層５４は、下構造層４１をはみ出して、第２犠牲層５３上まで延在されている。第３犠牲層５４となる薄膜は、例えばスパッタにより成膜される。

そして、図６（ｄ）に示すように、中間構造層４３、及び回転部４４、並びに第４犠牲層５５を形成する。Ｄ部、Ｃ部において、中間構造層４３は、下構造層４１上に形成される。中間構造層４３は、下構造層４１と同様の金属材料によって形成されて、下構造層４１と接触している。回転部４４は、第３犠牲層５４の上に形成される。さらに、回転部４４は、第３犠牲層５４からはみ出すことなく形成される。したがって、回転部４４は、下構造層４１と接触することなく、第３犠牲層５４上に配置される。第４犠牲層５５は、回転部４４又は中間構造層４３が形成されてない領域に配置される。したがって、第４犠牲層５５は、回転部４４と中間構造層４３との間を埋めるように形成される。そして、表面を研磨して、平坦化する。これにより、第４犠牲層５５、中間構造層４３、及び回転部４４の上面は、略同じ高さになる。第３犠牲層５４は、回転部４４の厚さよりも薄くなっている。回転部４４は、第３犠牲層５４の厚さだけ、中間構造層４３よりも薄くなっている。

その後、図６（ｅ）に示すように、先端チップ４７を形成する。先端チップ４７は、例えば、パラジウムコバルト（ＰｄＣｏ）から構成され、メッキ法により形成される。Ａ部において、先端チップ４７は、回転部４４上に形成される。そして、先端チップ４７は回転部４４からはみ出して形成されている。すなわち、先端チップ４７は、回転部４４上から第４犠牲層５５上まで延在している。

先端チップ４７を形成した後、図６（ｆ）に示すように、第５犠牲層５６を形成する。第５犠牲層５６は、ヒンジ部３３周辺の回転部４４上に形成される。第５犠牲層５６は、Ｂ部において、回転部４４を覆うように形成されている。さらに、回転部４４の先端チップ４７と反対側の端部において、第５犠牲層５６は、回転部４４の側面を覆うように形成されている。軸部４２上の第５犠牲層５６は除去され、軸部４２が露出している。すなわち、第５犠牲層５６のパターンは、Ｂ部において、軸部４２に対応する穴を有するように形成されている。第５犠牲層５６となる薄膜は、例えば、スパッタにより形成されている。

第５犠牲層５６を形成後、図６（ｇ）に示すように、上構造層４５を形成する。上構造層４５は、第５犠牲層５６よりも厚く形成されている。上構造層４５はＡ部、Ｂ部、Ｃ部、及びＤ部に形成される。Ｂ部における上構造層４５は、第５犠牲層５６をはみ出すことなく形成される。すなわち、ヒンジ部３３となる部分の上構造層４５は、第５犠牲層５６に内包されるように形成される。軸部４２の周りでは、第５犠牲層５６が存在するため、上構造層４５と回転部４４とが接触していない。したがって、Ｂ部において、上構造層４５は、軸部４２と接触している。そして、軸部４２を覆うように上構造層４５が形成される。

Ｄ部における上構造層４９はバネ部として働き、上構造層４５と同材料もしくは弾力性の大きい材料で形成する。尚、中構造層で対応する領域も同様に弾力性の大きい材料で形成しても良い。また、この領域の中構造層は省略することもできる。
さらに、この工程では、接触部３１、接続部３４となる上構造層４５が形成される。Ｃ部における上構造層４５は、中間構造層４３上に直接形成される。したがって、Ｃ部では、プローブ２２が下構造層４１、中間構造層４３及び上構造層４５の３層構造になる。Ｄ部では、プローブ２２が下構造層４８、中間構造層４３及び上構造層４９の３層構造になる。また、ビーム部３２の中央付近では、中間構造層４３上に直接、上構造層４５が形成される。ビーム部３２の先端側では、先端チップ４７上に上構造層４５が形成される。

Ａ部における上構造層４５は、Ｂ部、Ｃ部、及びＤ部における上構造層４５と離間して形成される。すなわち、ビーム部３２になる上構造層４５は、接続部３４、及びバネ部３５となる上構造層４５と離間して形成される。換言すると、回転部４４上の上構造層４５は、中間構造層４３上の上構造層４５と離間している。したがって、Ｂ部における上構造層４５は、第５犠牲層５６から、はみ出さないように島状に形成される。さらに、Ｂ部における上構造層４５は、軸部４２を覆う。したがって、上構造層４５は、第５犠牲層５６の穴を貫通して、軸部４２と接触する。

そして、図６（ｈ）に示すように、Ｅ部にバンプ３４ｃを形成する。バンプ３４ｃは、例えば、メッキ法によって形成される。そして、全ての犠牲層を除去することによってプローブ２２が完成する。すなわち、犠牲層エッチングによって、第１犠牲層５２、第２犠牲層５３、第３犠牲層５４、第４犠牲層５５、及び第５犠牲層５６を除去する。これにより、犠牲基板５１からプローブ２２が取り外される。すなわち、犠牲基板５１に形成されている複数のプローブ２２が取り外され、複数のプローブ２２が一度に生産される。そして、プローブ２２を配線基板２１に実装する。すなわち、プローブ２２のバンプ３４ｃを、配線基板２１の配線パターンに半田付けする。これにより、プローブ２２が配線基板２１に固定され、配線基板２１の配線と、プローブ２２とが接続する。

このように、Ｂ部では、回転部４４の上下に犠牲層が設けられている。軸部４２の周りに犠牲層を設けることで、隙間が形成される。回転部４４と下構造層４１との間、並びに、回転部４４と上構造層４５との間に隙間が設けられる。したがって、回転部４４が固定されることなく、軸部４２を回転中心として回転可能に支持される。上記のような製造工程によって、軸部４２、下構造層４１及び上構造層４５の回転部４４に対する隙間を確保することができる。また、ＭＥＭＳ技術を用いることで、犠牲基板５１上に多数のプローブ２２となる導電性の構造体を形成することができる。よって、生産性よくプローブを製造することができる。

なお、上記の説明では、検査対象を半導体チップ１１としたが、半導体チップ１１以外のものに対して検査を行ってもよい。すなわち、検査対象に設けられた電極パッドに対して接触する接触子に対して上記の構成を利用することができる。上記のプローブ２２を用いて、例えば、液晶表示パネルに対して検査を行うことができる。

本発明の実施の形態にかかるプローブカードの構成を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかるプローブの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるプローブの変形例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるプローブの変形例を示す斜視図である。 プローブの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態にかかるプローブの製造方法を示す工程断面図である。 従来のカンチレバー型のプローブの構成を示す図である。

符号の説明

１０ ウエハ
１１ 半導体チップ
１２ 電極パッド
２０ プローブカード
２１ 配線基板
２２ プローブ
３１ 接触部
３２ ビーム部
３３ ヒンジ部
３４ 接続部
３４ａ 支持台
３４ｂ 支柱
３４ｃ バンプ
３４ｄ 凹溝
３５ バネ部
４１ 下構造層
４２ 軸部
４３ 中間構造層
４４ 回転部
４５ 上構造層
４７ 先端チップ
４８ 下構造層
４９ 上構造層
５１ 犠牲基板
５２ 第１犠牲層
５３ 第２犠牲層
５４ 第３犠牲層
５５ 第４犠牲層
５６ 第５犠牲層

Claims (5)

1. 対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカードに設けられるプローブであって、
   前記プローブカードの配線基板と接続される接続部と、
   前記対象物の電極パッドと接触する接触部と、
   前記接続部から前記接触部に向かって延在するビーム部と、
   前記ビーム部を前記接続部に対して回転可能に支持するヒンジ部と、を備えるプローブ。
2. 前記接続部が前記電極パッド側に向かって延在した支柱を有し、
   前記ヒンジ部が前記支柱に設けられている請求項１に記載のプローブ。
3. 前記ビーム部と前記接続部との間に設けられ、前記接触部を前記電極パッドに対して押し当てるバネ部をさらに備える請求項１、又は２に記載のプローブ。
4. 前記バネ部が導電性材料によって形成されている請求項３に記載のプローブ。
5. 対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカードに設けられるプローブの製造方法であって、
   犠牲基板に、第１導電層を形成する工程と、
   前記第１導電層の上に軸部を形成する工程と、
   前記軸部の側面を覆い、前記軸部の側面から前記第１導電層上まで延在した下部犠牲層を形成する工程と、
   前記軸部を囲むように設けられた回転部を前記下部犠牲層上に形成する工程と、
   前記軸部の回りに設けられた回転部上に上部犠牲層を形成する工程と、
   前記上部犠牲層の上に前記軸部を覆う第２導電層を形成する工程と、
   前記上部犠牲層、及び前記下部犠牲層を取り除いて、前記軸部周りに前記回転部が回転可能なヒンジ機構を形成する工程と、を備えるプローブの製造方法。

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