JP2009524800A - プローブアレイ構造体およびプローブアレイ構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

プローブアレイ構造体およびプローブアレイ構造体の製造方法が開示されている。第１の基板上に配置された、複数の導電性伸長接触構造体を設けることができる。接触構造体は次いで、接触構造体の端部が固定材料の表面から延びるように、固定材料内に部分的に入れることができる。接触構造体の露出部分は、次いで、第２の基板内に捕捉することができる。

Description

接触構造体のアレイを、他のデバイスをプロービングする応用例を含む、様々な応用例で構成および使用することができる。電子デバイスをプロービングして電子デバイスを検査することは、このような応用例の一例である。例えば、導電接触構造体（すなわち、プローブ）は、電子デバイスの入力および／または出力端子と接触するようにアレイ状に構成することができる。プローブは、検査する電子デバイスの入力および／または出力端子に対して押し付けられて、これらの入力および／または出力端子との電気的接続を形成する。検査信号は次いで、プローブのいくつかを通して電子デバイス内に入力され、電子デバイスによって生成される応答データはその他のプローブを通して読み取られる。半導体ダイは、プローブのアレイを使用して検査することができる電子デバイスの例である。

プローブアレイ構造体およびプローブアレイ構造体の製造方法の例示的な実施形態が開示されている。いくつかの例示的な実施形態では、第１の基板上に配置された複数の導電性伸長接触構造体が設けられる。接触構造体は次いで、接触構造体の端部が固定材料の表面から延びるように、固定材料内に部分的に入れることができる。接触構造体の露出部分は次いで、第２の基板内に捕捉することができる。

本明細書は、本発明の例示的な実施形態および応用例を記載している。しかし、本発明はこれらの例示的な実施形態および応用例、または例示的な実施形態および応用例が機能するもしくは本明細書に記載されている様式に限るものではない。

図１は、本発明のいくつかの実施形態によるプローブアレイ構造体を製造するプロセス１００を示しており、図２Ａ〜図２Ｄは図１のプロセス１００によるプローブアレイ構造体２１６の例示的な形成を示している。プロセス１００は図２Ａ〜図２Ｄに示す実施例に限るものではないが、例示および議論を容易にするために、図２Ａ〜図２Ｄの実施例に関してプロセス１００を以下に論じる。

図１に示すように、犠牲基板上に配置された複数のプローブが１０２で設けられる。（本明細書で使用するように、「犠牲基板」という用語は、これに限らないが、取外し可能な基板を含む。）図２Ａは、図１の１０２により示される、犠牲基板２０４上の複数のプローブ２０２の非限定的な例を示している。図２Ａに示すように、プローブ２０２は犠牲基板２０４の表面２０７に取り付けられている。各プローブは、接触先端２０３および遠位端２０５を備えることができる。プローブ２０２は、弾力性のある導電性構造体であってもよい。適切なプローブ２０２の非限定的な例は、米国特許第５，４７６，２１１号、米国特許第５，９１７，７０７号、および米国特許第６，３３６，２６９号に記載される弾力性のある材料でコーティングされたプローブヘッドアセンブリ１０８上の導電性端子（図示せず）に結合されるコアワイヤで形成された複合構造体を含んでいる。プローブ２０２は代替として、米国特許第５，９９４，１５２号、米国特許第６，０３３，９３５号、米国特許第６，２５５，１２６号、米国特許第６，９４５，８２７号、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号、および米国特許出願公開第２００４／００１６１１９号に開示されたばね要素などの、リソグラフィ形成構造体であってもよい。プローブ２０２のさらに他の非限定的な例が、米国特許第６，８２７，５８４号、米国特許第６，６４０，４３２号、米国特許第６，４４１，３１５号、および米国特許出願公開第２００１／００１２７３９号に開示されている。プローブ２０２の他の非限定的な例としては、導電性ポゴピン、バンプ、スタッド、型打ばね（stamped spring）、針、座屈ビーム（buckling beam）などが挙げられる。プローブ２０２の５つの非限定的な例が、図４Ａから図８Ｂに示され、これを以下に論じる。犠牲基板２０４は、プローブ２０２を支持するのに適切であるあらゆるタイプの基板であってもよい。適切な犠牲基板２０４の非限定的な例としては、半導体ウェーハ（例えば、シリコンウェーハ）、セラミック基板、プリント回路基板、金属基板、有機材料を含む基板、無機基板を含む基板、金属基板、プラスチック基板などが挙げられる。

また図１を参照すると、プローブが定位置に固定される（１０４）。図２Ｂは、固定材料２１０がプローブ２０２の周囲に形成されている例を示している。図２Ｂに示す実施例では、固定材料２１０はプローブ２０２の他の部品のうち接触先端２０３を定位置に保持する。しかし、プローブ２０２の遠位部２１２は、露出され、固定材料２１０の表面２０９から延びている。以下により詳細に論じるように、プロセス１００を行う１つの非限定的な実行１０４は、プローブ２０２の全体部分の周りに固定材料２１０を鋳造し、次いで、プローブ２０２の遠位部２１２を露出させるように固定材料２１０の一部を取り除くことである。固定材料２１０は、プローブ２０２を定位置に保持するためのあらゆる適切な材料であってもよい。適切な材料の非限定的な例としては、アンダーフィル材料、エポキシ成形化合物、およびグロブトップ材料が挙げられる。

また図１を参照して、１０６では、プローブの露出端部がプローブ基板内で捕捉される。図２Ｃは、プローブ２０２の遠位部２１２がプローブ基板２１４内で捕捉される実施例を示している。図２Ｃに示す実施例では、プローブ基板２０４は、プローブ２０２の遠位部２１２周りで流動性材料を鋳造し、次いで、流動性材料を基板２１４内で硬化させることによって形成される。

図１の１０８では、プローブ２０２は、固定材料２１０および犠牲基板２０４から解放されて、例えば、図２Ｄに示す例示的なプローブアレイ構造体２１６のような、プローブアレイ構造体を残す。図２Ｄに示すように、プローブアレイ構造体２１６は、プローブ２０２およびプローブ基板２１４を備えている。プローブ２０２の遠位部２１２は、プローブ基板２１４内に固定され、プローブ２０２の接触先端２０３はプローブ基板２１４から離れて延びる。

図示および説明を簡単にするために、図２Ａ〜図２Ｄは、プローブ２０２、犠牲基板２０４、固定材料２１０、およびプローブ基板２１４の側面図を示している。図２Ａ〜図２Ｄに示す側面図からすぐには分からないが、プローブ２０２は２次元アレイで配置することができる。図３は、図２Ｄのプローブアレイ構造体の底面図であり、４×４アレイ３０２で配置したプローブ２０２を示している。もちろん、より多くまたはより少ないプローブ２０２を使用することもでき、異なる寸法および構成をしているアレイも可能である。実際、プローブの数および配置は重要ではなく、あらゆる数および配置のプローブを使用してもよい。

１０２で設けられる犠牲基板２０４は、比較的大きくてもよく、比較的多数のプローブ２０２を含むことができる。図１のプロセス１００中のいかなるときでも、犠牲基板を、それぞれより少ない数のプローブ２０２を含む、より小さい基板（図示せず）に分けることができる。例えば、犠牲基板２０４がシリコンウェーハである場合、犠牲基板２０４はシリコンウェーハをダイシングするためのよく知られている技術を使用してダイシングすることができる。犠牲基板２０４のこのような分離は１０２の後に起こしてもよく、この場合、それぞれのより小さい基板は１０４、１０６、および１０８により個別に処理することができる。別の例としては、このような分離は１０４の後に起こしてもよく、この場合、それぞれのより小さい基板は１０６および１０８により個別に処理することができる。したがって、例えば、図２Ｂに示す構造はより小さい基板に分けることができ、それぞれのより小さい基板上のプローブ２０２は図２Ｃに示すようにプローブ基板２１４内で捕捉することができる。

図１のプロセス１００はしたがって、あらゆる所望のレイアウトに配置されかつプローブ基板に固定された複数のプローブを備えたプローブアレイ構造体を製造するプロセスを示している。図４Ａ〜図４Ｈ、図５Ａおよび図５Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂ、ならびに図８Ａおよび図８Ｂは、犠牲基板上にプローブを設ける、プロセス１００（図１）の１０２の詳細な非限定的実施例を示している。図９Ａは、図４Ａ〜図８Ｂに示す実施例のいずれかで設けられたプローブおよび犠牲基板を全体的に示し、図９Ｂ〜図９Ｅは図１のプロセス１００の１０４によるこれらのプローブのさらなる処理の詳細な非限定的な実施例を示している。図１１および図１３は、図１のプロセス１００の１０６および１０８によるさらに別の処理の詳細な非限定的な実施例を示している。

上述したように、図４Ａ〜図４Ｈは、図１のプロセス１００の（犠牲基板上にプローブを設ける）１０２の一実施例を示している。見てわかるとおり、図４Ａ〜図４Ｈに示す実施例では、複数のプローブ４２４が犠牲基板４０２上に製造される。

図４Ａは、表面４０４を有する半導体ウェーハの形の例示的な犠牲基板４０２を示している。例えば、犠牲基板４０２はシリコンウェーハであってもよい。図４Ａのウェーハ４０２の部分断面図を示す図４Ｂに示すように、犠牲基板４０２の表面４０４内にピット（pits）４０６をエッチングすることができる。見てわかるとおり、ピット４０６は、犠牲基板４０２上に製造されるプローブ４２４の先端機構（tip features）を画定することができる。ピット４０６の形状は、プローブ４２４の先端機構の所望の形状により選択することができる。先端形状の非限定的な例としては、角錐、不完全な角錐、ブレード、バンプなどが挙げられる。ピット４０６は、これらに限らないが、化学エッチング、打ち抜き、カービング、レーザアブレーション、研磨などを含む、あらゆる適切な手段を使用して形成することができる。適切な化学エッチャントの非限定的な例としては、これに限らないが酸化カリウム（ＫＯＨ）を含む酸化物が挙げられる。反応イオンエッチング技術も使用することができる。

ピット４０６は、半導体材料内に集積回路を形成するのに使用されるものと同様のリソグラフィ技術を使用して形成することができる。例えば、犠牲基板４０２はシリコンウェーハであってもよく、ピット４０６を形成する非限定的例示のプロセスは以下の通りであってもよい。ウェーハ上に酸化物層を形成し、酸化物層上にマスキング材料（例えば、フォトレジスト）の層を塗布し、マスキング材料内に開口を形成して、ピット４０６の所望の位置に対応する酸化物層の一部を露出させ、（例えば、フッ化水素などのエッチャントでエッチングすることによって）酸化物層の露出部分を取り除いて、ウェーハの選択した部分を露出させ、マスキング材料を取り除き、ウェーハの露出部分内にピット４０６をエッチングする。水酸化カリウムまたは他の異方性エッチャントを使用して、ピット４０６のようなテーパ状ピットを形成することができる。前述または他のリソグラフィ技術を使用して、ピット４０６の位置、したがってプローブ４２４の得られる先端機構を正確に位置決めすることができ、先端機構を狭いピッチで形成することができる。例えば、このようなリソグラフィ技術を使用して、ピット４０６が互いに１５０ミクロン以下の間隔を置いているピッチが可能である。

次に、図４Ｃに示すように、剥離／シード層４０８を犠牲基板４０２の表面４０４上に堆積させることができる。剥離／シード層４０８は例えば、２つの特徴を有することができる。第１に、剥離／シード層４０８は容易に取り除くことができ、分かるように、これにより後の犠牲基板４０２からのプローブ４２４の除去が容易になる。第２に、剥離／シード層４０８は導電性があってもよく、分かるように、プローブ４２４を形成する材料が剥離／シード層４０８上に電気めっきされる電気めっきプロセスでアノードまたはカソードとして作用することができる。剥離／シード層４０８に適切な材料としては、これに限らないが、アルミニウム、銅、金、チタン、タングステン、銀、およびそれらの合金が挙げられる。剥離／シード層４０８は、これに限らないが、化学気相成長法、物理気相成長法、スパッタ蒸着、無電解メッキ法、電子ビーム蒸着、および熱蒸発を含む、あらゆる適切な方法を使用して堆積させることができる。

あるいは、剥離／シード層４０８は、多数の材料層と交換することができる。例えば、容易に取り除かれ、それによって犠牲基板４０２からのプローブの取外しが容易になる剥離層を表面４０４上に堆積させることができ、導電性シード層を剥離層の上に堆積させることができる。

図４Ｄに示すように、マスキング材料４１０は、剥離／シード層４０８の上に堆積させ、開口４１１を有するようにパターン化することができる。分かるように、プローブ４２４の先端を開口４１１内に製造することができ、したがってこの開口は、上に論じるように、犠牲基板４０２上に位置決めされ、プローブ４２４の先端４１４の所望の位置および形状により成形される。マスキング材料４１０は、犠牲基板４０２上への堆積、および開口４１１を形成するためのパターン化に適切な任意の材料であってよい。例えば、マスキング材料４１０は、フォトレジスト材料であってもよい。フォトレジスト材料は、剥離／シード層４０８の表面全体上にブランケット層として堆積させ、次いで、開口４１１が望ましいところを除いて全てのところに、知られている技術（例えば、光への露出）を使用して選択的に硬化することができる。その後、フォトレジストの未硬化部分は知られている技術を使用して取り除いて、開口４１１を製造することができる。また、半導体材料上に集積回路を形成するのに使用するものと同様のフォトリソグラフィ技術を使用して、開口４１１を正確な位置に形成することができる。

次に、図４Ｅに示すように、先端材料を開口４１１内に堆積させて、それぞれピット４０６によって画定された先端機構４１２を有する先端４１４を形成することができる（図４Ｂ参照）。図４Ａ〜図４Ｇに示す実施例では、剥離／シード層４０８は導電性であり、それによって先端材料は開口４１１を通して露出されたシード層４０８の部分上に電気めっきすることができる。あるいは、先端材料は、電気めっき以外の方法を使用して堆積することができる。このような方法の例としては、化学気相成長法、物理気相成長法、スパッタ蒸着、無電解メッキ法、電子ビーム蒸着、および熱蒸発が挙げられる。もちろん、先端材料が電気めっき以外によって堆積される場合、剥離／シード層４０８は導電性である必要はない。先端材料が剥離／シード層４０８上にどのように堆積されるかに関係なく、先端材料は、これらに限らないが、パラジウム、金、ロジウム、ニッケル、コバルト、銀、白金、導電性窒化物、導電性炭化物、タングステン、チタン、モリブデン、レニウム、インジウム、オスミウム、ロジウム、銅、耐火金属、および前述の組合せを含むそれらの合金を含むあらゆる適切な材料であってもよい。図４Ｅには示さないが、先端４１４は同じまたは異なる材料の複数の層を含むことができる。

図４Ｆに示すように、プローブ本体４１６は次いで、先端４１４に取り付けることができる。図４Ａ〜図４Ｈに示す実施例では、プローブ本体４１６は一端部で先端４１４に結合されたワイヤである。このようなワイヤは、ワイヤを半導体ダイのボンディングパッドとダイパッケージのリードフレームとの間に結合させるのに使用されるものと同様の標準的なワイヤ結合技術を使用して、先端４１４に結合することができる。知られているように、このような結合技術は、超音波振動を作り出しながら、先端４１４に対してワイヤの一端部を押し付けて、ワイヤ端部を先端４１４に結合させることを含んでもよい。前述の押付および振動プロセスはまた、ワイヤ端部および／または先端４１４に熱を加えることを含むことができる。知られているように、このような技術は、ワイヤを先端４１４に強固に結合する。このような結合は、図４Ｅでは結合部４２０で示されている。ワイヤは次いで、巻き出し切断されて、プローブ本体４１６のワイヤ部４１８を形成する。プローブ本体４１６は、ワイヤが巻かれている間に、スプールを移動させることによって成形することができる。

プローブ本体４１６を形成するのに使用されるワイヤは、先端４１４に簡単に結合される比較的柔らかい材料でできており、ワイヤが巻き出されるときに成形することができる。それにも関わらず、ワイヤはより硬い材料を含むことができる。ワイヤに適切な材料の例としては、これらに限らないが、金、アルミニウム、銅、はんだ、銀、白金、鉛、錫、インジウム、ならびにベリリウム、カドミウム、ケイ素およびマグネシウムを備えた合金を含むそれらの合金が挙げられる。

図４Ｇに示すように、このようなプローブ本体４１６は補強することができ、および／またはプローブ本体４１６の上にオーバーコート材料４２２を堆積させることによって、他の機械的性質をプローブ本体４１６に加えることができる。例えば、オーバーコート材料４２２は、プローブ本体４１６に弾力性、強度、および／または硬度を加える材料を含むことができる。別の例として、オーバーコート材料４２２は、プローブ本体４１６を形成するワイヤより大きな降伏力を有することができる。オーバーコート材料４２２の適切な選択によって、プローブはばね性を有することができ、したがって、ばねプローブであってもよい。機械的性質以外の性質を、オーバーコート４２２によってワイヤ本体４１６に加えることができる（例えば、導電性、濡れ性など）。オーバーコート４２２に適切な材料としては、これらに限らないが、銅、ニッケル、コバルト、錫、ホウ素、リン、クロム、タングステン、モリブデン、ビスマス、インジウム、セシウム、アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、白金、ルテニウム、およびそれらの合金が挙げられる。

図４Ｇにも示すように、オーバーコート材料４２２はまた、結合部４２０を覆うことができ、それによってさらに、プローブ本体４１６の結合部４２０を先端４１４に固定することができる。オーバーコート材料４２２はしたがって、プローブ本体４１６と先端４１４の間の結合を強化することができる。適切なオーバーコート材料の非限定的な例としては、ニッケル、鉄、コバルト、前述の組合せ、および前述の合金が挙げられる。

図４Ｈに示すように、マスキング材料４１０を取り除いて、複数のプローブ４２４を犠牲基板４０２上に残すことができる。図４Ｈに示すように、各プローブ４２４は先端４１４およびプローブ本体４１６を備えており、プローブ本体は先端４１４に結合されたワイヤおよびオーバーコート材料４２２を備えている。上に論じるように、先端４１４は犠牲基板４０２に取り付けられ、遠位端４０３は犠牲基板４０２から離れて延びている。

追加の材料（図示せず）は、プローブ４２４の選択した特徴をよくするために、オーバーコート材料４２２上に堆積させることができる。例えば、１つまたは複数の材料（図示せず）は、プローブ４２４の耐性または濡れ性、導電性などをよくするために、オーバーコート材料４２２上に堆積させることができる。

米国特許第５，４７２，２１１号、米国特許第５，９１７，７０７号、米国特許第６，３３６，２６９号、および米国特許第５，７７３，７８０号は、配線結合、ワイヤのオーバーコート、およびオーバーコートされたワイヤを含むプローブ構造体の形成に関連する追加情報を開示している。

図４Ａ〜図４Ｈはしたがって、図１のプロセス１００の１０２により、犠牲基板４０２に取り付けられた複数のプローブ４２４を設ける例示的な方法を図示している。

図５Ａおよび図５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態により、犠牲基板上に複数のプローブを設ける別の例示的な方法（図１の１０２）を示している。図５Ｂに示すように、この方法は、犠牲基板５０２上に配置されたリソグラフィ形成先端５１４、ビーム５１８、およびポスト５２２を備えたプローブ５２４を作り出す。図５Ａに示すように、先端５１４、ビーム５１８、およびポスト５２２は、犠牲基板５０２上に配置されたマスキング材料の多数の層５１０、５１６、および５２０に形成することができる。図５Ａに示す構造体は、以下に論じる、連続して行われる一連のステップで形成することができる。

図５Ａに示す構造体は、図４Ａに示す基板４０２と同じまたは同様である可能性がある、犠牲基板５０２で始まることによって形成することができる。先端５１４の先端機構５１３を画定するピット（図５Ａには図示せず）は、ピット４０６が犠牲基板４０２に形成されるのと同じ態様で犠牲基板５０２内に形成することができる。図５Ａに示すように犠牲基板５０２上に堆積させることができる剥離／シード層５０８は、剥離／シード層４０８と同じまたは同様であってもよく、剥離／シード層４０８と同じまたは同様の態様で堆積させることができる。

図５Ａに示すように、マスキング材料の第１の層５１０は次いで、剥離／シード層５０８上に堆積させ、先端５１４を画定する開口（図示せず）を有するようにパターン化することができる。マスキング材料の第１の層５１０は、マスキング材料４１０と同様であってもよく、マスキング材料４１０のように堆積およびパターニングすることができる。先端材料は次いで、マスキング材料の第１の層５１０の開口（図示せず）によって露出された剥離／シード層５０８のこれらの部分上に電気めっきして、先端５１４を形成することができる。先端５１４を形成する先端材料がマスキング材料の第１の層５１０の開口（図示せず）に堆積されると、先端５１４およびマスキング材料の第１の層５１０の露出表面を平坦化することができる。

マスキング材料の第２の層５１６は次いで、先端５１４およびマスキング材料の第１の層５１０の露出表面上に堆積させ、ビーム５１８を画定する開口（図示せず）を有するようにパターニングすることができる。導電性シード材料の第１の層５１５は、マスキング材料の第２の層５１６の開口（図示せず）に堆積される。先端５１４を通して剥離／シード層５０８に電気接続された第１のシード材料５１５は、めっきプロセスにおいてカソードまたはアノードとして作用することができ、ビーム５１８を形成するビーム材料をマスキング材料の第２の層５１６の開口（図示せず）に電気めっきすることが可能になる。ビーム材料を、ビーム５１８を形成するマスキング材料の第２の層５１６の開口（図示せず）に堆積させた後に、ビーム５１８およびマスキング材料の第２の層５１６の露出表面を平坦化することができる。

マスキング材料の第３の層５２０は次いで、ビーム５１８およびマスキング材料の第２の層５１６の露出表面上に堆積させ、ポスト５２２を画定する開口（図示せず）を有するようにパターン化することができる。導電性シード材料の第２の層５１７は、マスキング材料の第３の層５２０の開口（図示せず）に堆積させることができる。第２のシード材料５１７は、先端５１４、第１のシード層５１５、およびビーム５１８を通して剥離／シード層５０８に電気接続させ、めっきプロセスでカソードまたはアノードとして作用することができ、ポスト５２２を形成するポスト材料をマスキング材料の第３の層５２０の開口（図示せず）に電気めっきすることが可能になる。ポスト材料を、ポスト５２２を形成するマスキング材料の第３の層５２０の開口（図示せず）に堆積させた後、ポスト５２２およびマスキング材料の第３の層５２０の露出表面を平坦化することができる。

マスキング材料の第１の層５１０、マスキング材料の第２の層５１６、およびマスキング材料の第３の層５２０は、図４Ａ〜図４Ｈに関して上に論じたマスキング材料４１０と同様であってもよく、マスキング材料４１０に関して上に論じたのと同じ技術を使用して堆積およびパターニングすることができる。第１のシード層５１５および第２のシード層５１７は、あらゆる導電性材料であってもよく、剥離／シード層４０８に関して上に論じた技術のいずれかを使用して堆積させることができる。先端５１４、ビーム５１８、およびポスト５２２を形成する先端材料、ビーム材料、およびポスト材料は、図４Ａ〜図４Ｈの先端４１４に関して上に論じた材料のいずれかで製造することができる。加えて、これらの材料は、先端４１４に関して上で特定した代替堆積方法のいずれかを使用した電気めっき以外により堆積させることもできる。さらに、先端５１４、ビーム５１６、またはポスト５２２のいずれか１つまたは複数は、多数で堆積された多数の材料を含むことができる。

図５Ｂに示すように、マスキング材料の第１の層５１０、マスキング材料の第２の層５１６、およびマスキング材料の第３の層５２０は、犠牲基板５０２から除去して、プローブ５２４を犠牲基板５０２上に残すことができる。図５Ａおよび図５Ｂに示すプロセスはしたがって、犠牲基板５０２上に配置された、先端機構５１２を有する先端５１４、ビーム５１８、およびポスト５２２をそれぞれ備えた複数のプローブ５２４を作り出す。図示するように、先端５１４は犠牲基板５０２に取り付けることができ、遠位端５０３は犠牲基板５０２から離れて延びることができる。

プローブ構造体５２４は、両方ともこのようなプローブ構造体の構成に関する追加情報を含む、米国特許第６，５２０，７７８号および米国特許第６，２６８，０１５号に開示されたプローブ構造体とほぼ同様であってもよい。

図５Ａおよび図５Ｂはしたがって、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１００の１０２により犠牲基板５０２に取り付けられた複数のプローブ５２４を設ける別の例示的な方法を示している。

図６Ａおよび図６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、犠牲基板上に複数のプローブを設けるさらに別の例示的な方法（図１の１０２）を示している。図６Ｂに示すように、この方法は犠牲基板６０２上に配置されたプローブ６２４を作り出すことができる。プローブ６２４は、図５Ａおよび図５Ｂの先端５１４およびビーム５１８と同様の先端６１４およびビーム６１８を備えている。さらに、先端６１４およびビーム６１８は、先端５１４およびビーム５１８が形成されるのと同じ様式で形成することができる。すなわち、ピット（図示せず）を犠牲基板６０２内にエッチングすることができ、次いで、剥離／シード層６０８で覆うことができる。ほぼ図５Ａおよび図５Ｂに関して上に論じたように、先端６１４は、第１のマスキング層６１０の開口（図示せず）に先端材料を堆積させることによって形成することができ、ビーム６１８は第２のマスキング層６１６の開口（図示せず）のシード層６１５上にビーム材料を堆積させることによって形成することができる。犠牲基板６０２は、犠牲基板５０２と同じまたは同様であってもよく、剥離／シード層６０８は剥離／シード層５０８と同じまたは同様であってもよく、第１のマスキング層６１０および第２のマスキング層６１６は第１のマスキング層５１０および第２のマスキング層５１６と同じまたは同様であってもよく、シード層６１５はシード層５１５と同じまたは同様であってもよく、先端６１４およびビーム６１８は先端５１４およびビーム５１８と同じまたは同様であってもよい。

しかし、図６Ａに示すように、ワイヤはワイヤ柱６２２を形成するビーム５１８に結合させることができる。ワイヤは、上に論じるように、標準的なワイヤ結合技術を使用してビーム５１８に結合させることができる。図示しないが、ワイヤ柱６２２は、導電性、降伏力、弾力性、硬度、濡れ性などの、柱６２２の特徴をよくするように、１つまたは複数の材料でオーバーコートすることができる。図６Ａは２本のワイヤ柱を示しているが、１本のワイヤ柱または３本以上のワイヤ柱を使用することもできる。

図６Ｂに示すように、マスキング材料の第１の層６１０およびマスキング材料の第２の層６１６を、犠牲基板６０２から取り除いて、プローブ６２４を犠牲基板６０２上に残すことができる。図６Ａおよび図６Ｂに示すプロセスはしたがって、犠牲基板６０２上に配置された、先端機構６１２を有する先端６１４、ビーム６１８、およびワイヤ柱６２２をそれぞれ備えた複数のプローブ６２４を作り出すことができる。図示するように、先端６１４は犠牲基板６０２に取り付けることができ、遠位端６０３は犠牲基板６０２から離れて延びることができる。

プローブ構造体６２４は、両方ともこのようなプローブ構造体の構成に関する追加情報を含む、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号および米国特許第５，９９４，１５２号の図７Ｇおよび図７Ｈに開示されたプローブ構造体とほぼ同様であってもよい。

図７Ａおよび図７Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、犠牲基板上に複数のプローブを設けるさらに別の例示的な方法（図１の１０２）を示している。犠牲基板７０２は、図４Ａ〜図４Ｈの犠牲基板４０２と同じまたは同様であってもよい。先端機構７１２を画定するピット（図示せず）は、ピット４０６と同じ様式で犠牲基板７０２内に形成することができる。図７Ａに示すように犠牲基板７０２の上に堆積された剥離／シード層７０８は、剥離／シード層４０８と同じまたは同様であってもよく、同じまたは同様の様式で堆積させることができる。

図７Ａに示すように、マスキング材料４１０と同じまたは同様であってもよいマスキング材料の層７１０は、剥離／シード層７０８の上に堆積され、プローブ７２４の形状を画定することができる開口７１１を有するようにパターン化される（図７Ｂ参照）。開口７１１の形状は、あらゆる数の態様で形成することができる。例えば、成形されたスタンピング器具を使用して、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号の図２Ａ〜図２Ｄに示すように開口７１１をマスキング材料７１０に打ち抜くことができ、開口７１１内に堆積された流体のメニスカスを使用して、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号の図８Ａ〜図８Ｆに示すように開口７１１の形状を画定することができ、または米国特許出願第０９／５３９，２８７号で開示した様々な技術のいずれかを使用して、開口７１１の形状を画定することができる。導電性材料の層７１５は、開口７１１内に堆積させることができる。材料７１５は剥離／シード層７０８に電気接続され、したがって、めっきプロセスでカソードまたはアノードとして作用することができる。材料７１５は、図５Ａおよび５Ｂのシード層５１５または５１７と同じまたは同様であってもよく、同様に堆積させることができる。プローブ材料７１８は次いで、層７１５上に電気めっきすることができる。図７Ａおよび図７Ｂから分かるように、材料７１５はまた、プローブ７２４の先端機構７１２を備えている。材料７１５はしたがって、接触先端に適切な材料（例えば、先端４１４に関して上で特定した材料）を含むことができる。

図７Ｂに示すように、マスキング材料７１０を犠牲基板７０２から取り除いて、犠牲基板７０２上にプローブ７２４を残すことができる。図７Ａおよび図７Ｂに示すプロセスはしたがって、犠牲基板７０２上に配置された複数のプローブ７２４を作り出す。図示するように、先端７１４は犠牲基板７０２に取り付けることができ、遠位端７０３は犠牲基板７０２から離れて延びている。

プローブ構造体７２４は、それぞれこのようなプローブ構造体の構成に関する追加情報を含む、米国特許第６，０６４，２１３号、米国特許第６，７１３，３７４号、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号、および米国特許出願第０９／５３９，２８７号のいずれかに開示されたプローブ構造体とほぼ同様であってもよい。プローブ構造７２４のようなプローブ構造体は代替として、全体的に米国特許第６，８２７，５８４号および米国特許第６，６４０，４３２号に開示されたように形成することができる。

図８Ａおよび図８Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、犠牲基板上に複数のプローブを設けるさらに別の例示的な方法（図１の１０２）を示している。図８Ａに示すように、複数のルーズプローブ７７４を設けることができる。プローブ７７４は、あらゆる適切な態様で製造することができる。例えば、プローブ７７４は米国特許出願公開第２００４／００１６１１９号に記載するように製造することができる。プローブ７７４を製造する他の非限定的な例としては、金属シートからプローブ７７４を打ち抜くまたは切断すること、金型内でプローブ７７４を鋳造することなどが挙げられる。図示するように、各プローブ７７４は先端７６２および遠位端７５３を備えることができる。図８Ｂに示すように、プローブ７７４の先端７６２は、犠牲基板であってもよい、位置合わせ基板（例えば、先端７６２を受ける孔（図示せず）が中に作り出された、半導体ウェーハ、金属板、有機または無機基板など）の孔（図示せず）に固定することができる。先端７６２は、任意の態様で位置合わせ基板の孔（図示せず）に固定することができる。例えば、先端７６２は、接着剤、はんだ、磁力、摩擦、重力などを使用して、位置合わせ基板７５２の孔（図示せず）に固定することができる。プローブ７７４は、任意の適切な様式で位置合わせ基板７５２から解放することができる。

プローブ４２４に関して上に論じたように、追加材料（図示せず）は、強度、弾力性、耐性、濡れ性、導電性などの、プローブの選択した特徴をよくするように、プローブ５２４、６２４、７２４、および７７４のいずれかの上に堆積させることができる。

図４Ａ〜図４Ｇ、図５Ａおよび図５Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂ、ならびに図８Ａおよび図８Ｂはしたがって、図１の１０２の様々な実施例（犠牲基板上にプローブを設ける）を示している。その後、犠牲基板４０２上に形成されたプローブ４２４、犠牲基板５０２上に形成されたプローブ５２４、犠牲基板６０２上に形成されたプローブ６２４、犠牲基板７０２上に形成されたプローブ７２４、または位置合わせ基板７５２に取り付けられたプローブ７７４は、図１の１０４、１０６、および１０８により処理することができる。図９Ａ〜図９Ｅは、プローブを固定する、図１の１０４による別の処理の詳細な実施例を示している。

図９Ａは、図４Ｇ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂおよび図８Ｂに示すように、犠牲基板４０２、５０２、６０２、もしくは７０２上に作られた、または位置合わせ基板７５２（犠牲基板であってもよい）に取り付けられたプローブ４２４、５２４、６２４、７２４、または７７４のいずれかを包括的に示す図である。すなわち、図９Ａでは、プローブ８２４はプローブ４２４、５２４、６２４、７２４、７７４のいずれかを包括的に示すものであり、犠牲基板８０２は犠牲基板４０２、５０２、６０２、もしくは７０２または位置合わせ基板７５２のいずれかを包括的に示すものであり、剥離／シード層８０８は剥離／シード層４０８、５０８、６０８、または７０８のいずれかを包括的に示すものである。剥離／シード層８０８は、任意選択である。例えば、図８Ａおよび図８Ｂに示す実施例は、シード／剥離層を示していない。さらに、遠位端８０３は遠位端４０３、５０３、６０３、７０３、７５３のいずれかを包括的に示すものであり、先端８１４は先端４１４、５１４、６１４、７１４、７６２、または図７Ｂの犠牲基板７０２に取り付けられた材料７１５の一部のいずれかを包括的に示すものである。

図９Ｂに示すように、プローブ８２４および犠牲基板８０２は任意選択で、保護コーティング８０５で被覆することができ、これはプローブ８２４を図９Ｃに示す固定材料８０４から保護するのに適切なあらゆるコーティングであってもよい。このようなコーティングの例としては、これに限らないがパリレンが挙げられる。

図９Ｃに示すように、（固定材料２１０と同様であってもよい）固定材料８０４は次いで、犠牲基板８０２上に鋳造して、プローブ８２４を覆うことができる。固定材料８０４は、プローブ８２４の周囲で形成するのに適切なあらゆる材料であってもよい。例えば、固定材料８０４は、液体または流動可能状態で犠牲基板８０２に塗布され、その後、固体状態に硬化する材料であってもよい。適切な固定材料８０４の例としては、これらに限らないが、アクリル、アンダーフィル材料、エポキシモールディング化合物、およびグロブトップ材料（globe-top material）が挙げられる。

固定材料８０４は、あらゆる適切な態様で塗布することができる。図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、固定材料８０４を塗布する１つの例示的な態様を示している。図１０Ａは、犠牲基板８０２および４つのプローブ８２４のアレイの立面斜視図を示している。金型９０２は、プローブ８２４が図１０Ｂに示すように金型９０２の開口９０４内にあるように、犠牲基板８０２上に配置されている。固定材料８０４は次いで、開口９０４内に注入することができる。金型９０２は次いで、固定材料８０４が硬化するまで定位置で保持することができ、その後、金型９０２を取り除くことができる。固定材料８０４を開口９０４内に注入するのではなく、固定材料８０４は、標準的な注入成形またはトランスファ成形技術を使用して、開口９０４内に注入または運ぶことができる。代替として、他の成形技術を使用して、プローブ８２４の周りに固定材料８０４を形成することができる。

図９Ａ〜図９Ｅに示すプロセスに戻ると、図９Ｄに示すように、固定材料８０４は、プローブ８２４の仕上げ端部８０６を露出させるように、重ね合わせる、研磨する、あるいは除去することができる。プローブ８２４の一部もまた、プローブ８２４の仕上げ端部８０６および固定材料８０４の表面８０８を平坦化するように、重ね合わせる、研磨する、あるいは平坦化することができる。次いで、図９Ｅに示すように、固定材料８０４の上部８９０およびコーティング８０５の一部を取り除いて、プローブ８２４の一部８１３を露出させることができる。固定材料８０４の上部８９０は、これに限らないがエッチングを含む、あらゆる適切な手段により取り除くことができる。例えば、湿式エッチングプロセスを使用して、固定材料８０４の上部８９０を除去することができる。例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）をエッチャントとして使用することができる。例えば、５０〜２００℃の範囲の温度でエチレングリコール中で５〜２０％ＫＯＨを、エッチャントとして使用することができる。代替として、これに限らないが、反応ガス、レーザアブレーションなどでの乾式エッチングを含む、他の除去プロセスを使用することができる。エッチング除去される固定材料８０４の量は、固定材料８０４に加えられるエッチング溶剤の量を調整することによって調整することができる。分かるように、除去される固定材料８０４の量は、固定材料８０４の表面８１０上に形成されるプローブ基板の所望の厚さに対応していてもよい。

図９Ｅに示す構造体はしたがって、図１の１０４による、図９Ａに示す構造体の処理を示している。図１１および図１３は、図１の１０６および１０８による、図９Ｅに示す構造体の別の例示的な処理を示している。

図１１に示すように、成形可能材料１００２は、固定材料８０４の表面８１０上、およびプローブ８２４の露出部分８１３の周りに形成することができる。成形可能材料１００２は、プローブ８２４の露出部分８１３の周りで成形され、次いで、硬化されてプローブ基板１００２’となる液体または流動性材料であってもよい。成形可能材料１００２はしたがって、プローブ８２４の露出部分８１３を捕捉して、プローブ８２４をプローブ基板１００２’に取り付ける。プローブ基板１００２’の上側表面は、特に、プローブ４２４の仕上げ端部８０６が確実に露出されるように、重ね合わせる、研磨する、あるいは平坦化することができる。

成形可能材料１００２は、プローブ８２４の露出部分８１３の周りで形成するのに適切なあらゆる材料であってもよい。例えば、成形可能材料１００２は、アクリル材料、エポキシ（充填または未充填）、エポキシ樹脂、低融点ガラス、有機材料、無機材料などであってもよい。成形可能材料１００２として使用することができるエポキシ樹脂の非限定的な一例は、アルカリエッチング可能強化紫外線硬化エポキシ樹脂である。このようなアルカリエッチング可能強化紫外線硬化エポキシ樹脂は、２部分液体系を含むことができ、一部は無水物／光開始剤であってもよく、もう一部はエポキシ／強化剤／アクリレート混合物であってもよい。

別の非限定的な例では、２部分液体系は、部分Ａおよび部分Ｂを含むことができ、部分Ａおよび部分Ｂは以下の通りである。
部分Ａ：
・得られる化合物（部分Ａおよび部分Ｂの混合物）を塩基エッチング可能（すなわち、塩基溶液（例えば、水またはエチレングリコールなどの有機溶剤中の水酸化カリウム（ＫＯＨ））を使用してエッチング可能）にする成分。このような成分の例としては、これらに限らないが、ヘキサヒドロメチルフタル酸無水物（ＨＭＰＡ）、テトラヒドロフタル酸無水物、フタル酸無水物、およびナド酸無水物が挙げられる。
・２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ）、アルキルイミダゾール、もしくはピペリジンなどのエポキシ硬化剤、または得られる化合物を熱硬化することを可能にするあらゆる他の剤。
・紫外線光への露出による、得られる化合物の室温ゲル化を可能にする遊離基光開始剤。このような光開始剤の例としては、熱または光反応性であることに関わらず、あらゆるラジカル発生化合物が挙げられる。このような一例は、２，２−ジメチトキシ−２−フェニルアセトフェノンである。
部分Ｂ：
・得られる化合物の本体を形成する本体成分。このような成分の例としては、これに限らないが、ビスフェノールＡジエポキシド（例えば、Ｄｏｗ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ ＃３８３という商用名で、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販）、あらゆる芳香族ジエポキシド（例えば、ＢｉｓＡ、ＢｉｓＦ）、あらゆる熱硬化樹脂（例えば、トリアリルオキシ−１，３，５−トリアジン、またはトリアリル−１，３，５−トリアゾン−トリオン）が挙げられる。
・本体成分を強化し、例えば熱硬化およびエッチング中の、得られる化合物のクラッキングを防ぐ成分。この成分はまた、塩基エッチング可能であってもよい。このような成分の例としては、これに限らないが、ＴＯＮＥ２２２１という商用名でＵｎｉｏｎ−Ｃａｒｂｉｄｅ，Ｉｎｃ．から市販されているポリオール強化剤、またはあらゆる他のエポキシ強化剤が挙げられる。
・光開始剤および紫外線光のある状態で重合する感光性成分。このような成分の非限定的な例としては、アクリレート、メタクリレート、およびメルカプタンなどの光活性材料が挙げられる。例えば、ヒドロキシルプロピルアクリレート（ＨＰＡ）、またはペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）を使用することができる。

非限定的な一例では、化合物は、約３重量部の部分Ａと約４重量部の部分Ｂの混合物であり、部分Ａおよび部分Ｂは以下の通りである。
部分Ａ：
・約８８重量％のヘキサヒドロメチルフタル酸無水物（ＨＭＰＡ）
・約８重量％の２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ）、および
・約４重量％の２，２−ジメチトキシ−２−フェニルアセトフェノン
部分Ｂ：
・約４１重量％のＤｏｗ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ ＃３８３
・約２９重量％のＴＯＮＥ２２２１、および
・約３０重量％のヒドロキシルプロピルアクリレート（ＨＰＡ）
ここで、ＨＭＰＡ、ＥＭＩ、およびＨＰＡはそれぞれ以下の通りであってよい。

化学式中、Ｒ１はＣＨ３、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、またはＣ＝Ｃ二重結合であり、Ｒ２はＣ２Ｈ５、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルであり、Ｒ３はＣＨ３、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルであり、Ｒ４はＨ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルであり、Ｒ５はＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキルであり、ｎは２〜１０であってもよい。前述の化合物は、紫外線光（例えば、約５００ミリジュール）への露出によって重合（ゲル化）し、（例えば、約２０時間の間、約７０℃まで加熱することによって）熱硬化することができる。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、プローブ８２４の露出部分８１３の周りに成形可能材料１００２を形成するのに使用することができる例示的な金型１１０２を示している。図１２Ａは、プローブ８２４の露出部分８１３の周りに形成された固定材料８０４を示す、図９Ｅの構造体の立面斜視図を示している。図１２Ｂに示すように、金型１１０２を固定材料８０４の表面８１０上に配置することができる。金型１０２内の開口１１０４は次いで、成形可能材料１００２で充填することができる。例えば、開口１１０４は成形可能材料１００２で充填することができ、その後、成形可能材料は金型１１０２の上側縁部１１０６と等しくなるように圧縮および円滑化することができる。代替として、金型１１０２は上部カバー（図示せず）と嵌合することができ、成形可能材料１００２はよく知られている射出成形技術を使用して、入口（図示せず）を通して金型１１０２内に射出することができる。別の例として、成形可能材料１００２は１００２のような金型内にトランスファ成形することができる、または表面８１０上にスピン鋳造することができる。固定材料８０４の表面８１０上に成形可能材料１００２を形成する他の方法を使用することもできる。

成形可能材料１００２が（例えば、上に記載するように、成形可能材料１００２をゲル化および硬化することによって）プローブ基板１００２’内で硬化すると、プローブ８２４は、図１の１０８の実施例を示す、図１３に示すように、固定材料８０４および犠牲基板８０２から解放することができる。プローブ８２４は、剥離／シード層８０８を取り除くことによって（例えば、エッチングまたは溶解によって）、犠牲基板８０２から解放することができる。エッチング材料または溶剤を使用して、固定材料８０４および保護コーティング８０５を溶解あるいは除去することができる。プローブ８２４を犠牲基板８０２から解放した前または後に、成形可能材料１００２を研磨する、重ね合わせる、あるいは円滑化することができる。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１の１０４および１０６に対する代替形態を示している。図１４Ａは、図１の１０２で設けられるような、犠牲基板１３０２上のプローブ１３２４を包括的に示している。例えば、プローブ１３２４は、プローブ２０２、４２４、５２４、６２４、７２４、７７４、または８２４のいずれかであってもよく、犠牲基板は犠牲基板２０４、４０２、５０２、６０２、７０２、もしくは８０２、または位置合わせ基板７５２のいずれかであってもよい。図１４Ａに示すように、図１の１０４および１０６によりプローブ１３２４をさらに処理するのではなく、プローブ１３２４の遠位端１３０５をプローブ基板１３２０の開口１３２２に挿入することができる。図１４Ｂに示すように、プローブ１３２４は次いで、はんだ付け１３１０する、あるいはプローブ基板１３２０に対して定位置に取り付けることができ、その後、プローブ１３２４は図１の０８により犠牲基板１３０２から解放される。

図１４Ａおよび図１４Ｂに示す実施例では、開口１３２２はプローブ１３２４の遠位端１３０５より大きく、プローブ１３２４の端部１３０５はそれによってプローブ基板１３２０にはんだ付け、ろう付け、あるいは固定される。代替形態として、開口１３２２はプローブ１３２４より小さくすることもでき、プローブ１３２４は、開口１３２２がプローブ１３２４より大きくなるまで、開口１３２２を拡張するようにプローブ基板１３２０を加熱することによってプローブ基板１３２０に取り付けることができて、図１４Ａに全体的に示すように、プローブ１３２４の遠位端１３０５を開口１３２２に挿入し、次いで、プローブ基板１３２０を冷却することが可能になる。プローブ基板１３２０が冷却すると、開口１３２２はその元の寸法まで（プローブより小さく）全体的に収縮する。プローブ１３２４はしたがって、プローブ基板１３２０によって捕捉することができる。

プローブ基板に固定されたプローブのアレイが、上に論じた技術のいずれかを使用して製造されると、プローブおよびプローブ基板のアレイはそれ自体利用することができる、または別の構成部品に取り付けることができる。図１５Ａおよび１５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態により、プローブアレイ構造体１４５０が別の電子構成部品１４２２に取り付けられた実施例を示している。

図１５Ａでは、プローブアレイ構造体１４５０は、プローブ基板１４２０に取り付けられた複数のプローブ１４２４（２つが示されているが、もっと多くを含むこともできる）を備えることができる。プローブアレイ構造体１４５０は、上に論じた技術のいずれかを使用して製造することができる。したがって、例えば、プローブアレイ構造体１４５０は、図２Ｄのプローブアレイ構造体２１６、図１３のプローブアレイ構造体１２５０、または図１４Ｂのプローブアレイ構造体１３５０と同じであってもよい。図１５Ａに示すように、プローブ１４２４の遠位端１４０３は、電子構成部品１４２２の端子１４２８にはんだ付け１４２６することができる。プローブ１４２４はしたがって、電子構成部品１４２２の端子１４２８からはんだ１４２６を通して、またプローブ１４２４を通して先端機構１４１２まで導電性経路を提供する。端子１４２８は、電子構成部品１４２２内に配置された導体（図示せず）により、電子構成部品１４２２上の他の端子または電子素子（図示せず）に電気接続させることができる。はんだ１４２６以外の導電性接着材料を使用して（例えば、ろう材）、プローブアレイ構造体１４５０を電子構成部品１４２２に取り付け、プローブ１４２４の遠位端１４０３を電子構成部品１４２２の端子１４２８に電気接続することができる。

プローブ基板１４２０を電子構成部品１４２２にさらに固定する、またはプローブ基板１４２０を保護および補強するために、アンダーフィル材料１４３２を、図１５Ｂに示すように、プローブ基板１４２０と電子構成部品１４２２の間に配置することができる。電子構成部品１４２２は、これに限らないが、電子構成部品１４２２が電子デバイス（図示せず）の検査を制御する検査器（図示せず）に対するインターフェイスの一部であり、プローブ１４２４が検査される電子デバイスの入力および／または出力端子に接触するように構成された、検査装置の構成部品を含む電子構成部品であってもよい。

図１６Ａおよび図１６Ｂは、複数のプローブアレイ構造体１４５０を本発明のいくつかの実施形態により電子構成部品１５０２に取り付けることができる、別の実施例を示している。図１６Ａに示すように、複数のプローブアレイ構造体１４５０が、電子構成部品１５０２の端子１４２８にはんだ付け１４２６されている。また、図１６Ａに示すように、端子１４２８は導電性経路１５０６（例えば、電子構成部品１５０２を通る導電性ビアおよびトレース）によって電子構成部品１５０２の他の端子１５０４に電気接続されている。電気経路はしたがって、端子１５０４からプローブ１４２４の先端機構１４１２まで設けられている。図１６Ａの構造体の底面図を示す図１６Ｂに示すように、複数のプローブアレイ構造体１４５０を電子構成部品１５０２の上に位置決めして、各プローブアレイ構造体１４５０のプローブ１４２４を含むプローブ１４２４の大きなアレイを形成することができる。

米国特許第５，８０６，１８１号および米国特許第６，６９０，１８５号は、プローブを備えた基板を別の基板に取り付けることに関する追加情報を開示しており、これらの特許に開示された技術は、プローブアレイ構造体（例えば、２１６、１２５０、１３５０、または１４５０）を別の基板（例えば、電子構成部品１４２２、１５０２）に取り付ける際に使用することができる。

１つのプローブアレイ構造体１４５０（図１５Ｂに示す）または複数のプローブアレイ構造体１４５０（図１６Ａおよび１６Ｂに示す）が電子構成部品に取り付けられているかに関わらず、得られる装置に対する例示的な一応用例は、プローブカードアセンブリ内のプローブヘッドであってもよい。図１７は、本発明のいくつかの実施形態による図１８に示す、例示的なウェーハ１６１２のような半導体ウェーハを検査するための、例示的なプローブカードアセンブリ１６２２を備えた、例示的な半導体プロービングシステム１６００を示している。

図示するように、プロービングシステム１６００は、検査ヘッド１６０４と、（プローバ１６０２の内側の部分図を提供するように、切取部１６２６で示した）プローバ１６０２とを備えている。半導体ウェーハ１６１２のダイ１７０４（図１８参照）の１つまたは複数を検査するために、ウェーハ１６１２は図１７に示すように、可動ステージ１６０６上に配置され、ステージ１６０６は、ダイ１７０４の入力および／または出力端子１７０６（図１８参照）がプローブカードアセンブリ１６２２のプローブ１６０８と接触されるように移動される。一時電気接続がしたがって、プローブ１６０６と半導体ウェーハ１６１２のダイ１７０４の入力および／または出力端子１７０６との間に確立される。

また、図１７に示すように、ケーブル１６１０または他の接続手段は、検査器（図示せず）を検査ヘッド１６０４に接続する。電気コネクタ１６１４は、検査ヘッド１６０４をプローブカードアセンブリ１６２２に電気接続し、プローブカードアセンブリ１６２２はプローブ１６０８への電気経路（図１７には図示せず）を備えている。したがって、プローブ１６０６がダイ１７０４の端子１７０６と接触している間に、ケーブル１６１０、検査ヘッド１６０４、電気コネクタ１６１４、およびプローブカードアセンブリ１６２２は、検査器（図示せず）とダイ１７０４との間に複数の電気経路を提供する。検査器（図示せず）は、これらの電気経路を通してダイ１７０４に検査データを書込み、検査データに対してダイ１７０４によって生成され応答データがこれらの電気経路を通して検査器に戻される。

図１９は、例示的なプローブカードアセンブリ１６２２の略単純ブロック図を示している。図１９に示す例示的なプローブカードアセンブリ１６２２は、図１７のコネクタ１６１４との電気接続を作り出す、電気コネクタ１８０８（例えば、ＺＩＦ（zero-insertion-force）コネクタまたはポゴピンパッド）を有する回路基板１８０２を備えている。例示的なプローブカードアセンブリ１６２２はまた、ダイ１７０４の端子１７０６と接触する、プローブ１６０８を備えたプローブヘッド１８０６を備えている（図１８参照）。プリント回路基板１８０２を通した電気接続１８１０（例えば、導電性ビアおよび／またはトレース）は、コネクタ１８０８を端子１８１２に電気接続する。同様に、プローブヘッド１８０６を通る電気接続１８１８（例えば、導電性ビアおよび／またはトレース）は、端子１８１６をプローブ１６０８に電気接続する。端子１８１２および端子１８１６は、電気接続手段１８１４によって電気接続され、この手段は端子１８１２および端子１８１６を電気接続させるいかなる手段であってもよい。例えば、端子１８１６は端子１８１２にはんだ付けまたはろう付けすることができ、接続手段１８１４はしたがって、はんだまたはろう材を含んでいる。別の代替形態では、接続手段１８１４は、米国特許第５，９７４，６６２号の図５のインターポーザ５０４のようなインターポーザ、または米国特許第６，５０９，７５１号の図２のインターポーザ２３０のような多数のインターポーザを備えることができる。プローブヘッド１８０６は、これに限らないが、ブラケット、ねじ、ボルトなどを含む、あらゆる適切な機構を使用して回路基板１８０２に固定することができる。

プローブヘッド１８０６は、上に開示した例示的な技術のいずれかを使用して製造することができる。例えば、プローブヘッド１８０６は、プローブアレイ構造体１２５０のプローブ８２４の仕上げ端部８０６上に配置され、これに電気接続された端子１８１６（図１９参照）を備えた、図１３のプローブアレイ構造体１２５０であってもよい。別の実施例として、プローブヘッド１８０６は、プローブアレイ構造体１３５０のプローブ１３２４の遠位端１３０６上に配置され、これに電気接続された端子１８１６（図１９参照）を備えた、図１４Ｂのプローブアレイ構造体１３５０であってもよい。さらに別の実施例として、プローブヘッド１８０６は、電子構成部品１４２２上に配置された端子１８１６（図１９参照）、および端子１８１６（図１９参照）を端子１４２８に電気接続する電子構成部品１４２２を通した電気接続部（図示せず）を備えた、図１５Ａまたは１４Ｂに示す構造体であってもよい。さらに別の実施例として、プローブヘッド１８０６は、図１６Ａおよび１６Ｂに示す構造体であってもよい。図１６Ａに示す端子１５０４は、図１９の端子１８１６の代わりをする。

本明細書に記載した技術のいずれかを使用してプローブヘッドを製造する際に、プローブの先端機構は、検査する電子デバイスの入力および／または出力端子に対応するようにされる。したがって例えば、犠牲基板４０２内に形成された、プローブ４２４の先端機構４１２を画定するピット４０６は、検査する電子デバイスの入力および／または出力端子の配置に対応するように位置決めされる。電子デバイスが図１８のウェーハ１７０２のような半導体ウェーハのダイを備えている場合、ウェーハ１７０２のダイ１７０４の１つまたは複数の入力および／または出力端子１７０６の全てまたは少なくとも一部に対応するように、ピット４０６が犠牲基板４０２上に配置される。図４Ｂに関して上で説明したように、ピット４０６は、半導体材料内に集積回路を形成するのに使用されるのと同様のリソグラフィ処理技術を使用して、狭いピッチで正確に位置決めすることができる。隣接するピットの間の１５０ミクロン以下の間隔のピッチを達成することができる。したがって、１５０ミクロン以下の間隔を置いて配置された先端機構（例えば、４１１）を備えたプローブ（例えば、４２４）を有するプローブヘッドは、本出願に開示された技術を使用して製造することができる。

本発明の特定の実施形態および応用例を本明細書で説明したが、本発明はこれらの例示的な実施形態および応用例、または例示的な実施形態および応用例が作用するもしくは本明細書に記載された様式に限ることを意図したものではない。例えば、図に示した実施形態のいずれかのプローブは、これに限らないが、細長い弾力性のある接触構造体を含む、他のタイプの接触構造体と交換することができる。

図１は、本発明のいくつかの実施形態によるプローブアレイ構造体の製造プロセスを示す図である。 図２Ａ〜図２Ｄは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセスによる例示的なプローブアレイ構造体の形成を示す図である。 図３は、図２Ｄのプローブアレイ構造体の底面図である。 図４Ａ〜図４Ｈは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０２の例を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０２の別の例を示す図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０２のさらに別の例を示す図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０２のさらに別の例を示す図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０２のさらに別の例を示す図である。 図９Ａ〜図９Ｅは、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０４の例を示す図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、犠牲基板上のプローブ周囲に固定材料を形成するためのダイの例示的な使用を示す図である。 図１１は、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０６の例を示す図である。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、固定材料から延びているプローブの一部の周囲にプローブ基板を形成するためのダイの例示的な使用を示す図である。 図１３は、本発明のいくつかの実施形態による、図１のプロセス１０８の例を示す図である。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、プローブ基板に対して犠牲基板上に形成されたプローブを取り付ける例示的な代替方法を示す図である。 図１５Ａおよび図１５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、電子部品への例示的なプローブアレイ構造体の取付を示す図である。 図１６Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、電子部品への複数の例示的なプローブアレイ構造体の取付を示す図であり、図１６Ｂは、図１６Ａの底面図である。 図１７は、本発明のいくつかの実施形態による、半導体ウェーハのダイを検査する例示的なシステムを示す図である。 図１８は、本発明のいくつかの実施形態による、図１７のシステム内で検査することができる例示的な半導体ウェーハを示す図である。 図１９は、本発明のいくつかの実施形態による、図１７のシステム内で使用することができる例示的なプローブカードアセンブリの簡略ブロック図である。

Claims (29)

1. 第１の基板上に配置された接触部を有する複数の導電性伸長接触構造体を設けること、および、
   前記接触構造体のベース部を捕捉し、配列された接触構造体のグループを形成すること
   を含む、プローブアレイ構造体の製造方法。
2. 前記捕捉することは、前記各接触構造体を部分的に入れる材料を前記第１の基板上に堆積させることを含み、
   前記各接触構造体の前記ベース部は前記材料から延びており、
   前記補足することは、前記接触構造体の前記ベース部の少なくとも一部の周囲に第２の基板を配置することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記配置することは、前記接触構造体の前記ベース部の前記少なくとも一部の周囲で流動性材料を成形すること、および、
   前記流動性材料を硬化させて前記第２の基板を形成すること
   を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記設けることは、前記第１の基板上に前記接触構造体を形成することを含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記第１の基板上に前記接触構造体を形成することは、
   前記第１の基板上に先端を形成することと、および、
   前記先端上に伸長構造体を形成すること
   を含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記先端は、半導体ダイのボンディングパッドに対応するようにパターニングされている、請求項５に記載の方法。
7. 前記先端を形成することは、隣接する先端から１５０ミクロン未満で各先端を形成することを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記先端を形成することは、前記第１の基板上に堆積されたマスキング材料の開口内に先端材料を堆積させることを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記マスキング材料の前記開口は、前記先端の機構を画定する前記第１の基板内のピットを露出させる、請求項８に記載の方法。
10. 前記先端を形成することは、前記マスキング材料に前記開口をリソグラフィ形成することを含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記伸長構造体を形成することは、前記先端にワイヤを結合することを含む、請求項５に記載の方法。
12. 前記伸長構造体を形成することは、前記ワイヤ上に材料の少なくとも１層を堆積させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記堆積させることは、前記接触構造体の周囲で前記材料を成型することを含む、請求項２に記載の方法。
14. 前記堆積させることは、
    全ての前記接触構造体の全体部分を前記材料に入れること、および、
    前記材料の一部を除去し、前記接触構造体の前記ベース部を露出させること
    を含む、請求項２に記載の方法。
15. 前記堆積させることは、前記材料の外側部分および前記材料の前記外側部分に入れられた前記接触構造体の端部を除去することを含み、
    前記材料の外側部分を除去することは、前記入れることと、前記材料の一部を除去し前記接触構造体の前記ベース部を露出させることとの間に行われる、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の基板を第３の基板に取り付けることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
17. 前記取り付けることは、前記接触構造体の１つを前記第３の基板上の導電性端子に電気的に接続することを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記接触構造体の１つの接触部は、半導体ダイの導電性端子に接触するように配置され、前記第３の基板は前記ダイを検査するためにインターフェイスを提供するように構成されたプローブカードアセンブリの一部である、請求項１７に記載の方法。
19. 前記第２の基板および前記複数の接触構造体は、前記プローブアレイ構造体を構成し、
    前記方法がさらに、前記設けることおよび前記捕捉することを複数回行い、複数の前記プローブアレイ構造体を製造することを含む、請求項２に記載の方法。
20. 前記複数のプローブアレイ構造体を第３の基板に取り付けることをさらに含み、前記複数のプローブアレイ構造体の前記接触構造体の１つの接触部が、検査される電子デバイスの端子に対応するパターンで配置される、請求項１９に記載の方法。
21. 前記取り付けることは、前記複数のプローブアレイ構造体の前記接触構造体の１つを前記第３の基板上の導電性端子に電気的に接続することを含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記電子デバイスは半導体ダイであり、前記第３の基板は前記ダイを検査するためにインターフェイスを提供するように構成されたプローブカードアセンブリの一部である、請求項２１に記載の方法。
23. 前記堆積させることは、
    前記接触構造体を前記材料内に入れること、
    前記材料の一部を除去し、前記接触構造体の前記ベース部を露出させること
    を含み、
    前記配置することは、
    流動性材料を前記接触構造体の前記ベース部の前記少なくとも一部の周囲で成形すること、
    前記流動性材料を硬化させて前記第２の基板を形成すること
    を含み、
    前記方法が、前記接触構造体を前記固定材料および前記第１の基板から解放することをさらに含み、
    前記接触構造体の１つの接触部は、検査される少なくとも１つの電子デバイスの少なくとも一部の導電性端子に対応するように配置された、請求項２に記載の方法。
24. 複数の導電性伸長接触構造体と、
    前記接触構造体の一部の周囲で成形されかつ硬化材料内に前記接触構造体の前記一部を埋め込むように硬化される成形可能材料を含む基板と
    を備え、
    各接触構造体は、前記基板を通して、前記基板の第１の側に配置された前記接触構造体の第１の端部から、前記基板の反対側の第２の側に配置された前記接触構造体の第２の端部まで導電性経路を提供する、プローブアレイ構造体。
25. 前記接触構造体の前記第１の端部は、電子デバイスの少なくとも一部の端子に対応するように配置された先端を備える、請求項２４に記載のプローブアレイ構造体。
26. 前記先端はそれぞれ、隣接する先端から１５０ミクロン未満に配置されている、請求項２５に記載のプローブアレイ構造体。
27. 前記接触構造体はそれぞれ、その一部が前記基板内に埋め込まれた伸長構造体と、構造体的に異なる先端とを備えており、前記先端は前記伸長構造体に結合されている、請求項２６に記載のプローブアレイ構造体。
28. 各伸長構造体は、対応する先端にワイヤボンディングされているワイヤを備える、請求項２７に記載のプローブアレイ構造体。
29. 各ワイヤは、はんだまたはろう材なしで、対応する先端に結合される、請求項２８に記載のプローブアレイ構造体。

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