JP2010060285A

JP2010060285A - Contact probe and method of manufacturing the same

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Publication number: JP2010060285A
Application number: JP2008222985A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Nagata; 一志永田
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2010-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact probe having a contact part which has superior electric conductivity and abrasion resistance and a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The contact probe includes the contact part 4 and a beam part 3 for supporting the contact part 4. The contact part 4 is formed of a carbon composite plating layer 15 obtained by electroplating an electric conductive material in which carbon nanotubes are dispersed and mixed into electric conductive metal. The carbon composite plating layer 15 improves the abrasion resistance and electric conductivity of a contact part 43. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンタクトプローブ及びその形成方法に係り、さらに詳しくは、熱伝導性に優れ、接触抵抗が小さく、そして、耐摩耗性に優れるコンタクトプローブ及びその形成方法に関する。 The present invention relates to a contact probe and a method for forming the contact probe, and more particularly to a contact probe having excellent thermal conductivity, a small contact resistance, and excellent wear resistance, and a method for forming the contact probe.

半導体集積回路の電極パッドなどの検査対象物の電気的特性を検査するために用いられるプローブカードは、複数のコンタクトプローブ（接触探針）を備えている。複数のコンタクトプローブは、電極パッドの数およびピッチに対応して基板上に固定され、これらコンタクトプローブを電極パッドに接触させることにより、電気信号を取出すことができる。 A probe card used for inspecting electrical characteristics of an inspection object such as an electrode pad of a semiconductor integrated circuit includes a plurality of contact probes (contact probes). The plurality of contact probes are fixed on the substrate corresponding to the number and pitch of the electrode pads, and electrical signals can be taken out by bringing these contact probes into contact with the electrode pads.

半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する時は、コンタクトプローブを半導体ウエハ上の電極パッドに接触させた後、コンタクトプローブを更に半導体ウエハ側に押し付ける動作であるオーバードライブを行って、すべてのコンタクトプローブをそれぞれ電極パッドに確実に接触させる。 When inspecting the electrical characteristics of the device on the semiconductor wafer, the contact probe is brought into contact with the electrode pad on the semiconductor wafer, and then the overdrive is performed to further press the contact probe toward the semiconductor wafer. Each contact probe is securely brought into contact with the electrode pad.

上記コンタクトプローブとしては、一端が基板に固定され、他端が自由端となる弾性変形可能な片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端側に形成されたコンタクト部とを有するものがある（例えば特許文献１参照）。このようなコンタクトプローブは、コンタクト部を半導体ウエハ側に押し付けて、オーバードライブを行うことによりビーム部を弾性変形させる。 The contact probe has a beam part of an elastically deformable cantilever structure in which one end is fixed to the substrate and the other end is a free end, and a contact part formed on the free end side of the beam part. (See, for example, Patent Document 1). Such a contact probe elastically deforms the beam portion by pressing the contact portion against the semiconductor wafer and performing overdrive.

特許文献１には、フォトリソグラフィ技術と電気めっき技術を用いたいわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて形成された積層体からなるコンタクトプローブが開示されている。このコンタクトプローブは、基板に導電性材料を積層して平板状に形成されるのであるが、コンタクトプローブのコンタクト部を検査対象物に対向させたとき、コンタクトプローブの積層面である主面が上記検査対象物と交差するように形成されている。 Patent Document 1 discloses a contact probe made of a laminate formed using a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique using a photolithography technique and an electroplating technique. This contact probe is formed in a flat plate shape by laminating a conductive material on a substrate, but when the contact portion of the contact probe is opposed to the object to be inspected, the main surface that is the laminated surface of the contact probe is It is formed so as to intersect with the inspection object.

上記コンタクトプローブは、上記コンタクト部を検査対象物の電極と導通させるため、通常は、上記コンタクト部の先端部を高硬度の導電性材料により形成し、ビーム部を高靭性の導電性材料により形成している。特許文献１に開示されているコンタクトプローブは、ビーム部をニッケルなど高靭性の金属材料によって形成し、上記コンタクト部の先端部をロジウムのような高硬度の金属材料によって形成している。このような金属材料によりビーム部とコンタクト部を形成することによって、ビーム部を弾性変形し易くし、上記コンタクト部は検査対象物に接触させたときの摩耗を抑制するようになっている。
特開２００６−３３７０８０号公報 The contact probe normally connects the tip of the contact portion with a conductive material having high hardness and the beam portion is formed of a highly tough conductive material so that the contact portion is electrically connected to the electrode of the inspection object. is doing. In the contact probe disclosed in Patent Document 1, the beam portion is formed of a tough metal material such as nickel, and the tip portion of the contact portion is formed of a high hardness metal material such as rhodium. By forming the beam portion and the contact portion with such a metal material, the beam portion is easily elastically deformed, and the contact portion suppresses wear when being brought into contact with the inspection object.
JP 2006-337080 A

しかしながら、ロジウムなどの耐摩耗性に優れた金属材料によって形成された上記コンタクト部の先端部は、オーバードライブによる摩耗は低減できるのであるが、金や銀などの導電性に優れた金属材料で形成した場合に比べて、良好な導電性や熱伝導度が得られず、しかも、接触抵抗が大きくなる問題がある。また、金や銀などの導電性に優れ、接触抵抗の低い金属材料を用いて形成された上記先端部は、オーバードライブ時の摩耗量が多くなる問題がある。 However, the tip of the contact part formed of a metal material with excellent wear resistance such as rhodium can reduce wear due to overdrive, but it is formed of a metal material with excellent conductivity such as gold or silver. Compared to the case, good conductivity and thermal conductivity cannot be obtained, and the contact resistance is increased. Further, the tip portion formed using a metal material having excellent electrical conductivity such as gold or silver and having a low contact resistance has a problem that the amount of wear during overdrive increases.

また、コンタクト部の先端部と電極パッドとを接触させてオーバードライブを行う場合、コンタクト部の先端部によって電極パッドの表面が削られて削り屑が生じる。この削り屑は、コンタクト部の先端部に付着し易く、コンタクト部を繰り返し電極パッドに接触させた場合にコンタクト部の先端部に削り屑が付着したままの状態になる場合がある。このようにコンタクト部に削り屑が付着したままになると、接触抵抗値がさらに増加し、安定した電気的特性検査を行うことができない。特に、コンタクト部に付着した削り屑は電気的特性検査を行う際に、誤動作の原因にもなる。 Further, when overdrive is performed by bringing the tip of the contact portion into contact with the electrode pad, the surface of the electrode pad is scraped off by the tip of the contact portion to generate shavings. The shavings easily adhere to the tip of the contact portion, and when the contact portion is repeatedly brought into contact with the electrode pad, the shavings may remain attached to the tip of the contact portion. If the shavings remain attached to the contact portion in this way, the contact resistance value further increases, and a stable electrical characteristic inspection cannot be performed. In particular, shavings adhering to the contact portion may cause a malfunction when performing electrical property inspection.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コンタクトプローブにおけるコンタクト部の検査対象物と接触する接触部が、耐摩耗性に優れ、しかも、接触抵抗が小さいコンタクトプローブおよびその形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the contact portion of the contact probe that comes into contact with the object to be inspected is excellent in wear resistance and has a low contact resistance, and a method for forming the contact probe. The purpose is to provide.

第１の本発明によるコンタクトプローブは、コンタクト部と、上記コンタクト部を支持するコンタクト支持部とを有し、上記コンタクト部が、導電性金属にカーボンナノチューブが分散されて混入した導電性材料を電気めっきしてなる炭素複合めっき層により形成されて構成されている。 A contact probe according to a first aspect of the present invention has a contact portion and a contact support portion for supporting the contact portion, and the contact portion electrically conducts a conductive material mixed with carbon nanotubes dispersed in a conductive metal. It is formed by a carbon composite plating layer formed by plating.

カーボンナノチューブは、一般的に高強度で、電気抵抗が低く、熱伝導性に優れるため、本発明のコンタクトプローブの上記カーボンナノチューブを分散させた導電性材料で形成される上記炭素複合めっき層も、このような特性を有する。従って、本発明のコンタクトプローブは、カーボンナノチューブが分散されて混入した導電性材料を用いて上記コンタクト部の上記接触部が形成されているので、上記コンタクト部の耐摩耗性を向上でき、しかも、接触抵抗も小さくできる。このように、本発明のコンタクトプローブは、接触抵抗が小さく、しかも、耐摩耗性にも優れるので、コンタクトプローブの寿命が長くなり、安定した電気的特性検査を行うことができる。 Carbon nanotubes generally have high strength, low electrical resistance, and excellent thermal conductivity. Therefore, the carbon composite plating layer formed of a conductive material in which the carbon nanotubes of the contact probe of the present invention are dispersed is also provided. It has such characteristics. Therefore, in the contact probe of the present invention, since the contact portion of the contact portion is formed using a conductive material in which carbon nanotubes are dispersed and mixed, the wear resistance of the contact portion can be improved, Contact resistance can also be reduced. As described above, the contact probe of the present invention has a low contact resistance and excellent wear resistance, so that the life of the contact probe is extended and a stable electrical characteristic test can be performed.

また、カーボンナノチューブは、撥水性にも優れるため、カーボンナノチューブを分散させた導電性材料で形成した接触部は、オーバードライブにより検査対象物の表面をコンタクト部で削ったときに生ずる削り屑が付着し難くなる。 Carbon nanotubes are also excellent in water repellency, so that the contact formed with a conductive material in which carbon nanotubes are dispersed adheres to the shavings generated when the surface of the object to be inspected is scraped off by the overdrive. It becomes difficult to do.

第２の本発明によるコンタクトプローブの形成方法は、導電性材料を電気めっきすることにより、絶縁性基板上の第１領域にプローブ本体部を形成する工程と、第１領域に隣接する第２領域に、絶縁層を形成する工程と、上記プローブ本体部及び上記絶縁層上に、第１領域と隣接しない開口部を持つマスク材層を形成して、上記開口部を介して当該開口部及びその周辺に対向する上記絶縁層を除去し、上記プローブ本体部を露出させる工程と、上記開口部を介して上記プローブ本体部の露出面に、カーボンナノチューブを分散させた導電性金属を電気めっきし、炭素複合めっき層を形成する工程とを備えている。 According to a second method of forming a contact probe of the present invention, a step of forming a probe body in a first region on an insulating substrate by electroplating a conductive material, and a second region adjacent to the first region Forming an insulating layer, and forming a mask material layer having an opening not adjacent to the first region on the probe main body and the insulating layer, and the opening and the opening through the opening. Removing the insulating layer facing the periphery, exposing the probe body, and electroplating a conductive metal in which carbon nanotubes are dispersed on the exposed surface of the probe body through the opening; Forming a carbon composite plating layer.

このような製造工程により、コンタクトプローブを上記絶縁性基板とは異なるプローブ基板に固定する際に上記積層面である主面が上記検査対象物と交差するように、導電性材料を積層してコンタクトプローブを形成する場合でも、上記コンタクトプローブにおける上記検査対象物と接触させる先端面に、耐摩耗性に優れ、接触抵抗が小さく、しかも、撥水性にも優れるカーボンナノチューブが分散された上記炭素複合めっき層を簡単に形成することができる。 Through such a manufacturing process, when the contact probe is fixed to a probe substrate different from the insulating substrate, a conductive material is laminated so that the main surface, which is the laminated surface, intersects the inspection object. Even when a probe is formed, the carbon composite plating in which carbon nanotubes with excellent wear resistance, low contact resistance, and excellent water repellency are dispersed on the tip surface of the contact probe that is brought into contact with the inspection object. Layers can be easily formed.

具体的には、上記絶縁層を除去する工程において、上記マスク材層の上記開口部を介して、上記絶縁層を除去することにより、上記プローブ本体部は、積層方向の上面が露出することなく、この上面に対して直交する端面のみを露出させることができる。そして、上記炭素複合めっき層を形成する工程において、上記プローブ本体部の上記露出面にカーボンナノチューブが分散された上記導電性金属を電気めっきすることにより、上記絶縁性基板に平行な方向にめっきを成長させて上記炭素複合めっき層を簡単に形成することができる。 Specifically, in the step of removing the insulating layer, by removing the insulating layer through the opening of the mask material layer, the probe main body portion does not expose the upper surface in the stacking direction. Only the end face orthogonal to the upper surface can be exposed. In the step of forming the carbon composite plating layer, the conductive metal in which carbon nanotubes are dispersed is electroplated on the exposed surface of the probe main body, thereby plating in a direction parallel to the insulating substrate. The carbon composite plating layer can be easily formed by growing.

第３の本発明によるコンタクトプローブの形成方法は、上記マスク材層に上記開口部を形成する工程において、上記開口部の大きさは、上記カーボンナノチューブの平均長さよりも大きくなるように形成し、上記絶縁層を除去する工程において、等方性エッチングを行うことにより、上記プローブ本体部の上記露出面と上記開口部との間に上記マスク材層で覆われる空間部を形成し、この空間部は、上記露出面から上記開口部までの距離及び積層方向の高さが上記カーボンナノチューブの平均長さよりも短くなるように形成するように構成している。 In the method of forming a contact probe according to the third aspect of the present invention, in the step of forming the opening in the mask material layer, the size of the opening is formed to be larger than the average length of the carbon nanotubes. In the step of removing the insulating layer, isotropic etching is performed to form a space portion covered with the mask material layer between the exposed surface of the probe main body portion and the opening portion. Is configured such that the distance from the exposed surface to the opening and the height in the stacking direction are shorter than the average length of the carbon nanotubes.

本発明のコンタクトプローブの形成方法によれば、上記開口部の大きさは、上記カーボンナノチューブの平均長さよりも大きく、しかも、上記プローブ本体部の上記露出面は、上記マスク材層で覆われる上記空間部内で露出させ、この空間部の大きさが、上記端面から上記開口部までの距離及び積層方向の高さが上記カーボンナノチューブの平均長さよりも短くなるように形成しているので、上記空間部内に至るカーボンナノチューブは、上記絶縁性基板と平行になるものが多くなる。その結果、カーボンナノチューブの向きが揃い、上記炭素複合めっき層の耐摩耗性及び導電性がさらに良くなる。 According to the contact probe forming method of the present invention, the size of the opening is larger than the average length of the carbon nanotubes, and the exposed surface of the probe main body is covered with the mask material layer. It is exposed in the space, and the size of the space is formed so that the distance from the end face to the opening and the height in the stacking direction are shorter than the average length of the carbon nanotubes. Many of the carbon nanotubes that reach the inside of the portion are parallel to the insulating substrate. As a result, the orientation of the carbon nanotubes is aligned, and the wear resistance and conductivity of the carbon composite plating layer are further improved.

本発明によるコンタクトプローブは、上記検査対象物と接触する先端面が、高硬度で、しかも、接触抵抗が小さいカーボンナノチューブが混入された炭素複合めっき層により形成されているので、寿命が長くなり、しかも、安定した電気的特性検査を行うことができる。 In the contact probe according to the present invention, the tip surface that comes into contact with the inspection object is formed of a carbon composite plating layer mixed with carbon nanotubes having high hardness and low contact resistance. In addition, a stable electrical characteristic inspection can be performed.

〔プローブ装置〕
図１は、本発明の実施の形態によるプローブカード１１０を含むプローブ装置１００の概略構成の一例を示した図であり、プローブ装置１００の内部の様子が示されている。このプローブ装置１００は、プローブカード１１０と、検査対象物１０２が載置される可動ステージ１０３と、可動ステージ１０３を昇降させる駆動装置１０４と、可動ステージ１０３及び駆動装置１０４が収容される筐体１０５とにより構成される。 [Probe device]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a probe apparatus 100 including a probe card 110 according to an embodiment of the present invention, and shows an internal state of the probe apparatus 100. The probe device 100 includes a probe card 110, a movable stage 103 on which an inspection object 102 is placed, a driving device 104 that raises and lowers the movable stage 103, and a housing 105 that houses the movable stage 103 and the driving device 104. It consists of.

検査対象物１０２は、半導体ウエハからなり、複数の電子回路（図示せず）が形成されている。可動ステージ１０３は、水平な載置面を有する載置台であり、駆動装置１０４の駆動により、検査対象物１０２を載置面上に載置させた状態のまま鉛直方向に上昇又は下降するようになっている。筐体１０５は、上部中央部に開口部が形成されており、この開口部を封鎖するように、プローブカード１１０が取り付けられる。また、可動ステージ１０３は、この開口部の下方に配置される。 The inspection object 102 is made of a semiconductor wafer, and a plurality of electronic circuits (not shown) are formed. The movable stage 103 is a mounting table having a horizontal mounting surface, and is driven up and down in the vertical direction while the inspection object 102 is mounted on the mounting surface by driving of the driving device 104. It has become. The housing 105 has an opening at the upper center portion, and the probe card 110 is attached so as to seal the opening. The movable stage 103 is disposed below the opening.

〔プローブカード〕
図２（ａ）及び（ｂ）は、図１のプローブ装置１００におけるプローブカード１１０の構成例を示した図であり、図中の（ａ）は、検査対象物１０２側(図１の下方側)から見た平面図であり、図中の（ｂ）は、側面図である。 [Probe card]
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a configuration example of the probe card 110 in the probe apparatus 100 of FIG. 1, and FIG. 2A shows the inspection object 102 side (the lower side of FIG. 1). (B) in the figure is a side view.

プローブカード１１０は、筐体１０５の開口部に取り付けられるメイン基板１０６と、メイン基板１０６に保持される矩形状のプローブ基板１０７と、プローブ基板１０７上に固着された複数のコンタクトプローブ１とを備えている。 The probe card 110 includes a main board 106 attached to the opening of the housing 105, a rectangular probe board 107 held on the main board 106, and a plurality of contact probes 1 fixed on the probe board 107. ing.

メイン基板１０６は、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子１６１を有している。例えば、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板１０６として用いられる。このメイン基板１０６は、その周辺部が筐体１０５の開口部の周縁で保持されて水平に支持される。 The main board 106 is a disk-shaped printed board, and has an external terminal 161 for performing signal input / output with the tester device. For example, a multilayer printed circuit board mainly composed of glass epoxy is used as the main board 106. The peripheral portion of the main substrate 106 is held at the periphery of the opening of the housing 105 and is supported horizontally.

プローブ基板１０７は、メイン基板１０６の下方に配置され、メイン基板１０６に支持される。さらに、プローブ基板１０７は、連結部材１０８に電気的に接続され、この連結部材１０８をメイン基板１０６のコネクタ１６２に接続するようになっている。このプローブ基板１０７は、メイン基板１０６よりも小さい矩形をしており、基板上に配線パターンが形成されている。配線パターンは、電源供給線、グランド線及び信号線の各配線パターンにより形成されている。なお、検査対象物１０２がシリコンウエハからなる場合には、シリコンやセラミックなどの低熱膨張率基板を用いてプローブ基板１０７を構成することが好ましい。このように、プローブ基板１０７を低熱膨張率基板を用いて構成することにより、プローブ基板１０７と検査対象物１０２との熱膨張の状態を近づけることができる。 The probe substrate 107 is disposed below the main substrate 106 and supported by the main substrate 106. Further, the probe board 107 is electrically connected to the connecting member 108, and the connecting member 108 is connected to the connector 162 of the main board 106. The probe substrate 107 has a rectangular shape smaller than the main substrate 106, and a wiring pattern is formed on the substrate. The wiring pattern is formed by wiring patterns of a power supply line, a ground line, and a signal line. When the inspection object 102 is made of a silicon wafer, the probe substrate 107 is preferably configured using a low thermal expansion coefficient substrate such as silicon or ceramic. As described above, by configuring the probe substrate 107 using the low thermal expansion coefficient substrate, the thermal expansion state between the probe substrate 107 and the inspection object 102 can be brought close to each other.

連結部材１０８は、メイン基板１０６及びプローブ基板１０７を連結し、導電線としてメイン基板１０６とプローブ基板１０７とにそれぞれ形成されている配線間を導通させている。ここでは、ポリイミドを主成分とする可撓性を有するフィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）が連結部材１０８として用いられている。このフレキシブル基板は、その一端がプローブ基板１０７の周辺部に固着され、他端は着脱可能なコネクタ１６２を介してメイン基板１０６に連結されている。 The connecting member 108 connects the main board 106 and the probe board 107 and conducts the wiring formed on the main board 106 and the probe board 107 as conductive lines. Here, a flexible printed circuit board (FPC) in which a wiring pattern is printed on a flexible film containing polyimide as a main component is used as the connecting member 108. One end of the flexible substrate is fixed to the peripheral portion of the probe substrate 107, and the other end is connected to the main substrate 106 via a detachable connector 162.

本実施形態では、プローブ基板１０７には多数の電極パッドが形成され、各電極パッドに対応するコンタクトプローブ１が接合されることにより、プローブ基板１０７上に多数のコンタクトプローブ１が形成される。プローブ基板１０７は、上記したように、連結部材１０８を介してテスター装置に接続されたメイン基板１０６に導通しており、当該メイン基板１０６とともにプローブカードを構成する。検査時には、駆動装置１０４によって可動ステージ１０３を上昇させて、半導体ウエハにコンタクトプローブ１を接触させることにより、テスター装置と半導体ウエハとの間で各コンタクトプローブ１を介して信号が入出力されて、半導体ウエハの電気的特性の検査が行われる。 In the present embodiment, a large number of electrode pads are formed on the probe substrate 107, and the contact probes 1 corresponding to the respective electrode pads are bonded to form a large number of contact probes 1 on the probe substrate 107. As described above, the probe board 107 is electrically connected to the main board 106 connected to the tester device via the connecting member 108 and constitutes a probe card together with the main board 106. At the time of inspection, the movable stage 103 is raised by the driving device 104 and the contact probe 1 is brought into contact with the semiconductor wafer, so that signals are input / output between the tester device and the semiconductor wafer via each contact probe 1, An inspection of the electrical characteristics of the semiconductor wafer is performed.

〔コンタクトプローブ〕
コンタクトプローブ１は、図１及び図２に示すように、検査対象物１０２上に形成された微細な電極パッド１２１に対し、弾性的に当接させるプローブ（探針）である。各コンタクトプローブ１は、プローブ基板１０７における一方の主面上に整列配置されて固着されている。各コンタクトプローブ１は、各コンタクトプローブ１が固着されたプローブ基板１０７の主面が鉛直方向下側に向けて配置されることにより、可動ステージ１０３に配置された検査対象物１０２と対向するようになっている。〔Contact probe〕
As shown in FIGS. 1 and 2, the contact probe 1 is a probe (probe) that is elastically brought into contact with a fine electrode pad 121 formed on the inspection object 102. Each contact probe 1 is aligned and fixed on one main surface of the probe substrate 107. Each contact probe 1 is arranged so that the main surface of the probe substrate 107 to which each contact probe 1 is fixed faces downward in the vertical direction so as to face the inspection object 102 arranged on the movable stage 103. It has become.

図３は、本発明の実施の形態によるコンタクトプローブ１の一例を示した図であり、（ａ）はコンタクトプローブ１の斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるコンタクト部４の一方の主面から見た斜視図を示している。 3A and 3B are diagrams showing an example of the contact probe 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3A is a perspective view of the contact probe 1, and FIG. 3B is one main surface of the contact portion 4 in FIG. The perspective view seen from is shown.

このコンタクトプローブ１は、プローブ基板１０７上の電極パッドに接合される固定部２、この固定部２を固定端として片持ち梁構造を構成するビーム部３、そして、このビーム部３の自由端付近で、検査対象物１０２に向かって突出するコンタクト部４からなる。本実施の形態では、ビーム部３とコンタクト部４とは一部を除いて同じめっき層により連続して形成されており、ビーム部３がコンタクト部４を支持するコンタクト支持部となる。 The contact probe 1 includes a fixed portion 2 joined to an electrode pad on the probe substrate 107, a beam portion 3 constituting a cantilever structure with the fixed portion 2 as a fixed end, and a free end of the beam portion 3 Thus, the contact portion 4 protrudes toward the inspection object 102. In the present embodiment, the beam portion 3 and the contact portion 4 are continuously formed by the same plating layer except for a part, and the beam portion 3 serves as a contact support portion that supports the contact portion 4.

コンタクトプローブ１の固定部２は、シリコン（Ｓｉ）やセラミックなどで形成されたプローブ基板１０７上の電極パッドに接合される接合部２１を備える。さらに、この接合部２１におけるプローブ基板１０７と対向する側面に隣接させてバンプ部５が形成されている。このバンプ部５は、コンタクトプローブ１を形成する導電性材料よりも融点の低い金属材料、例えば、はんだで形成されている。 The fixed portion 2 of the contact probe 1 includes a joint portion 21 that is joined to an electrode pad on the probe substrate 107 formed of silicon (Si) or ceramic. Further, the bump portion 5 is formed adjacent to the side surface of the joint portion 21 facing the probe substrate 107. The bump portion 5 is formed of a metal material having a melting point lower than that of the conductive material forming the contact probe 1, for example, solder.

コンタクトプローブ１のコンタクト部４は、図３（ａ）に示すように、片持ち梁構造のビーム部３の自由端から、半導体ウエハに向かって突出する軸状に構成されている。さらに、コンタクト部４は、ビーム部３と連続するコンタクトベース部４１と、このコンタクトベース部４１における検査対象物１０２と対向する先端部に被覆部４２を介して形成され、検査対象物１０２と接触する接触部４３とを有する。なお、本実施の形態では、コンタクト部４のコンタクトベース部４１と被覆部４２とがプローブ本体部となる。 As shown in FIG. 3A, the contact portion 4 of the contact probe 1 is configured in a shaft shape protruding from the free end of the beam portion 3 having a cantilever structure toward the semiconductor wafer. Further, the contact part 4 is formed through a contact part 42 that is continuous with the beam part 3 and a covering part 42 at a tip part of the contact base part 41 that faces the inspection object 102, and is in contact with the inspection object 102. And a contact portion 43 to be contacted. In the present embodiment, the contact base portion 41 and the covering portion 42 of the contact portion 4 serve as the probe main body portion.

コンタクトベース部４１は、図３の（ｂ）に示すように、検査対象物１０２と対向する先端部に、側面にテーパーを有し、検査対象物１０２に向けて先細り状に突出する突出部４１ａが形成されている。この突出部４１ａは、高硬度の導電性材料からなる被覆部４２で覆われている。そして、被覆部４２における検査対象物１０２と対向する端面に、炭素複合めっき層１５からなる接触部４３が形成されている。炭素複合めっき層１５は、導電性金属にカーボンナノチューブが分散されて混入した導電性材料を電気めっきして形成されている。 As shown in FIG. 3B, the contact base portion 41 has a protruding portion 41 a that has a taper on the side surface and protrudes in a tapered manner toward the inspection object 102 at the tip portion facing the inspection object 102. Is formed. The protruding portion 41a is covered with a covering portion 42 made of a highly hard conductive material. And the contact part 43 which consists of the carbon composite plating layer 15 is formed in the end surface facing the test object 102 in the coating | coated part 42. As shown in FIG. The carbon composite plating layer 15 is formed by electroplating a conductive material in which carbon nanotubes are dispersed and mixed in a conductive metal.

なお、本実施の形態では、コンタクトベース部４１と接触部４３の間に被覆部４２が介在されているが、接触部４３は、コンタクトベース部４１の端面に直接形成するようにしてもよい。 In the present embodiment, the covering portion 42 is interposed between the contact base portion 41 and the contact portion 43, but the contact portion 43 may be formed directly on the end surface of the contact base portion 41.

コンタクトプローブ１は板状に形成され、板厚方向に導電性材料を積層して形成されている。従って、板状のコンタクトプローブ１は、積層面である主面が検査対象物１０２に対して交差するように配置されて用いられる。具体的には、コンタクトプローブ１は、図３の（ｂ）で示すように、第１層１１、第２層１２、第３層１３、一部が第１層１１と第２層１２との間に挟まれた状態で形成される被覆層１４及び炭素複合めっき層１５によって構成されている。なお、積層方向下層側が第１層１１となる。 The contact probe 1 is formed in a plate shape and is formed by laminating conductive materials in the plate thickness direction. Therefore, the plate-like contact probe 1 is used by being arranged so that the main surface as a laminated surface intersects the inspection object 102. Specifically, as shown in FIG. 3B, the contact probe 1 includes a first layer 11, a second layer 12, a third layer 13, and a part of the first layer 11 and the second layer 12. It is comprised by the coating layer 14 and the carbon composite plating layer 15 which are formed in the state pinched | interposed between. The lower layer side in the stacking direction is the first layer 11.

本実施形態では、第１層１１、第２層１２及び第３層１３により固定部２とビーム部３とコンタクト部４のコンタクトベース部４１とを一体に形成している。本実施形態では、図３の（ｂ）に示すように、コンタクト部４の先端部における第２層１２の一部を第１層１１及び第３層１３の端面から上記検査対象物１０２に向けて突出させて突出部４１ａを形成している。この突出部４１ａは、先端面とテーパーの側面とを有する先細り状をしている。 In the present embodiment, the first layer 11, the second layer 12, and the third layer 13 integrally form the fixed portion 2, the beam portion 3, and the contact base portion 41 of the contact portion 4. In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, a part of the second layer 12 at the tip of the contact portion 4 is directed from the end surfaces of the first layer 11 and the third layer 13 toward the inspection object 102. Projecting portion 41a is formed. The protrusion 41a has a tapered shape having a tip surface and a tapered side surface.

被覆部４２を構成する被覆層１４は、図３の（ｂ）に示すように、突出部４１ａにおける一方の主面と、テーパーの側面と、先端面とを覆うように薄膜の金属層により形成される。従って、コンタクトベース部４１の軸方向と直交する方向の被覆部４２の断面形状は、２つの直角の角部とこれら角部を形成する３辺を有する］状になっており、このコンタクトベース部４１の幅方向中心における軸方向断面はＬ字状になっている。 As shown in FIG. 3B, the coating layer 14 constituting the coating portion 42 is formed of a thin metal layer so as to cover one main surface, the tapered side surface, and the tip surface of the protruding portion 41a. Is done. Accordingly, the cross-sectional shape of the covering portion 42 in the direction orthogonal to the axial direction of the contact base portion 41 has two right-angled corner portions and three sides forming these corner portions]. The cross section in the axial direction at the center of the width direction 41 is L-shaped.

また、本実施形態では、炭素複合めっき層１５は、被覆層１４における検査対象物１０２との対向面に形成されている。炭素複合めっき層１５は、被覆層１４の端面において、積層方向と直交する方向、即ち、後述する基板１０と平行な方向にめっきを成長させて形成される。 In the present embodiment, the carbon composite plating layer 15 is formed on the surface of the coating layer 14 that faces the inspection object 102. The carbon composite plating layer 15 is formed by growing plating on the end face of the coating layer 14 in a direction orthogonal to the stacking direction, that is, in a direction parallel to the substrate 10 described later.

本実施形態では、半導体ウエハの検査時には、コンタクトプローブ１のコンタクト部４と半導体ウエハとが、コンタクト部４の軸方向に相対移動することにより、炭素複合めっき層１５からなる接触部４３を検査対象物１０２である半導体ウエハの電極パッド１２１に接触させて電気的特性検査を行う。 In this embodiment, when the semiconductor wafer is inspected, the contact portion 4 of the contact probe 1 and the semiconductor wafer move relative to each other in the axial direction of the contact portion 4, so that the contact portion 43 formed of the carbon composite plating layer 15 is inspected. The electrical property inspection is performed by contacting the electrode pad 121 of the semiconductor wafer as the object 102.

本実施形態では、第１層１１、第２層１２及び第３層１３は、全て同じ導電性材料で形成されている。コンタクトプローブ１は、本実施形態では、ニッケルコバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）からなる同一の導電性材料で形成されている。ただし、各層１１〜１３は、ニッケルコバルトに限らず、パラジウムコバルト（Ｐｄ−Ｃｏ）などのコバルト（Ｃｏ）を含む他の合金で形成されたものであってもよいし、パラジウムニッケル（Ｐｄ−Ｎｉ）などのニッケル系合金でもよいし、タングステン（Ｗ）、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）などの他の導電性材料で形成されたものであってもよい。また、第２層１２のみを、導電性に優れた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）などの導電性材料で形成するようにしてもよい。 In the present embodiment, the first layer 11, the second layer 12, and the third layer 13 are all made of the same conductive material. In this embodiment, the contact probe 1 is made of the same conductive material made of nickel cobalt (Ni—Co). However, each of the layers 11 to 13 is not limited to nickel cobalt, but may be formed of another alloy containing cobalt (Co) such as palladium cobalt (Pd—Co), or palladium nickel (Pd—Ni). ) And other conductive materials such as tungsten (W) and nickel tungsten (Ni-W) may be used. Alternatively, only the second layer 12 may be formed of a conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu) having excellent conductivity.

被覆層１４は、コンタクトプローブ１を形成する導電性材料よりも高硬度の導電性材料を用いて形成されている。例えば、被覆層１４は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の各元素のうち少なくとも１種類の元素を含む導電性材料により形成されている。 The covering layer 14 is formed using a conductive material having a hardness higher than that of the conductive material forming the contact probe 1. For example, the coating layer 14 is a conductive material containing at least one element of each element of ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), rhenium (Re), osmium (Os), and iridium (Ir). It is made of material.

炭素複合めっき層１５は、被覆層１４を形成する導電性材料よりも高硬度で、しかも、導電性に優れた導電性材料を用いて形成されている。この導電性材料としては、例えば、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）、ニッケルマンガン合金（Ｎｉ−Ｍｎ）、パラジウムニッケル合金（Ｐｄ−Ｎｉ）、パラジウムコバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）などの導電性材料にカーボンナノチューブが分散されて混入したものを用いる。 The carbon composite plating layer 15 is formed using a conductive material having higher hardness than the conductive material forming the coating layer 14 and having excellent conductivity. Examples of the conductive material include rhodium (Rh), palladium (Pd), nickel (Ni), nickel cobalt alloy (Ni—Co), nickel manganese alloy (Ni—Mn), and palladium nickel alloy (Pd—Ni). A material in which carbon nanotubes are dispersed and mixed in a conductive material such as palladium cobalt alloy (Pd-Co) is used.

［コンタクトプローブの製造プロセス］
図４〜図７は、図３に示したコンタクトプローブ１の製造プロセスの一例を示した工程図である。コンタクトプローブ１は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製される。ＭＥＭＳ技術とは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作成する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、上記犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を作製する技術である。 [Contact probe manufacturing process]
4 to 7 are process diagrams showing an example of a manufacturing process of the contact probe 1 shown in FIG. The contact probe 1 is manufactured using a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique. The MEMS technique is a technique for creating a fine three-dimensional structure using a photolithography technique and a sacrificial layer etching technique. The photolithography technique is a fine pattern processing technique using a photosensitive resist used in a semiconductor manufacturing process or the like. The sacrificial layer etching technique is a technique for forming a three-dimensional structure by forming a lower layer called a sacrificial layer, further forming a layer constituting the structure thereon, and then etching only the sacrificial layer. is there.

このような犠牲層を含む各層の形成処理には、周知のめっき技術を利用することができる。例えば、陰極としての基板と、陽極としての金属片とを電解液中に浸し、両電極間に電圧を印加することにより、電解液中の金属イオンを基板表面に付着させることができる。このような処理は電気めっき処理と呼ばれている。このようなめっき処理は、基板を電解液に浸すウエットプロセスであるため、めっき処理後は乾燥処理が行われる。また、乾燥後には、研磨処理などによって積層面を平坦化させる平坦化処理が必要に応じて行われる。 A well-known plating technique can be used for forming each layer including the sacrificial layer. For example, by immersing a substrate as a cathode and a metal piece as an anode in an electrolytic solution and applying a voltage between both electrodes, the metal ions in the electrolytic solution can be attached to the substrate surface. Such a process is called an electroplating process. Since such a plating process is a wet process in which the substrate is immersed in an electrolytic solution, a drying process is performed after the plating process. Further, after drying, a flattening process for flattening the laminated surface by a polishing process or the like is performed as necessary.

図４〜図７の各工程図は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図が示されている。まず、図４（ａ）に示すように、コンタクトプローブ１を形成する際には、まず、プローブ形成用の基板１０上に、固定部２、ビーム部３、コンタクトベース部４１、被覆部４２、接触部４３、そしてバンプ部５を形成する導電性材料とは異なる材料、例えば、銅（Ｃｕ）などで第１犠牲膜６１を形成する。 Each process drawing of FIGS. 4-7 has shown AA sectional drawing in Fig.3 (a). First, as shown in FIG. 4A, when the contact probe 1 is formed, first, on the substrate 10 for probe formation, the fixed portion 2, the beam portion 3, the contact base portion 41, the covering portion 42, The first sacrificial film 61 is formed of a material different from the conductive material forming the contact portion 43 and the bump portion 5, for example, copper (Cu).

次に、図４（ｂ）に示すように、第１犠牲膜６１上に感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第１レジスト層７１を形成する。その後、この第１レジスト層７１の表面を選択的に露光することにより、第１レジスト層７１を部分的に除去する。 Next, as shown in FIG. 4B, a photoresist made of a photosensitive organic material is applied on the first sacrificial film 61 to form a first resist layer 71. Thereafter, the first resist layer 71 is partially removed by selectively exposing the surface of the first resist layer 71.

このようにして第１レジスト層７１が除去された部分に、図４（ｂ）に示すように、電気めっきにより第１層１１が、板状コンタクトプローブ１の厚み方向に積層形成される。図４（ｂ）では、右側の第１層１１によりコンタクト部４が形成され始め、左側の第１層１１により固定部２が形成され始めた状態を示している。本実施形態では、ビーム部３も同時に積層形成されるが、図では省略している。 As shown in FIG. 4B, the first layer 11 is laminated and formed in the thickness direction of the plate-like contact probe 1 at the portion where the first resist layer 71 is removed in this way, as shown in FIG. FIG. 4B shows a state in which the contact portion 4 starts to be formed by the right first layer 11 and the fixing portion 2 starts to be formed by the left first layer 11. In the present embodiment, the beam portion 3 is also laminated at the same time, but is omitted from the drawing.

その後、図４（ｃ）に示すように、第１レジスト層７１を完全に除去する。この第１レジスト層７１を除去することにより第１犠牲膜６１と第１層１１とが露出した状態になる。 Thereafter, as shown in FIG. 4C, the first resist layer 71 is completely removed. By removing the first resist layer 71, the first sacrificial film 61 and the first layer 11 are exposed.

そして、図４（ｄ）に示すように、第１レジスト層７１が除去されることにより露出した第１犠牲膜６１上に、電気めっきにより第１犠牲膜６１と同じ導電性材料からなる第１犠牲層６２が形成される。そして、第１層１１及び第１犠牲層６２上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを薄く塗布して第２レジスト層７２を形成する。その後、この第２レジスト層７２の表面を選択的に露光することにより、第１犠牲層６２上の第２レジスト層７２を除去する。 Then, as shown in FIG. 4D, on the first sacrificial film 61 exposed by removing the first resist layer 71, a first material made of the same conductive material as the first sacrificial film 61 is formed by electroplating. A sacrificial layer 62 is formed. Then, a second photoresist layer 72 is formed on the first layer 11 and the first sacrificial layer 62 by thinly applying a photoresist made of a photosensitive organic material. Thereafter, the surface of the second resist layer 72 is selectively exposed to remove the second resist layer 72 on the first sacrificial layer 62.

その後、図４（ｄ）に示すように、第２レジスト層７２が除去された部分には、第１犠牲層６２が露出しているので、図４（ｅ）に示すように、第１犠牲層６２上に電気めっきにより第２犠牲膜６３が形成される。第２犠牲膜６３は、第１犠牲層６２、固定部２、ビーム部３、コンタクトベース部４１、そして、被覆部４２を形成する導電性材料とは異なる材料で形成する。その後、図４（ｆ）に示すように第２レジスト層７２が完全に除去されることにより、第１層１１及び第２犠牲膜６３が露出した状態になる。 Thereafter, as shown in FIG. 4D, the first sacrificial layer 62 is exposed in the portion where the second resist layer 72 has been removed. Therefore, as shown in FIG. A second sacrificial film 63 is formed on the layer 62 by electroplating. The second sacrificial film 63 is formed of a material different from the conductive material for forming the first sacrificial layer 62, the fixing portion 2, the beam portion 3, the contact base portion 41, and the covering portion 42. Thereafter, as shown in FIG. 4F, the second resist layer 72 is completely removed, so that the first layer 11 and the second sacrificial film 63 are exposed.

そして、露出した第１層１１及び第２犠牲膜６３上に、図５（ａ）に示すように、再びフォトレジストが塗布されることにより第３レジスト層７３が形成され、その第３レジスト層７３の表面が選択的に露光されることにより、第３レジスト層７３の一部が除去される。この例では、図５（ａ）に示すように、第１層１１の全面と第２犠牲膜６３のコンタクト部４側の一部が第３レジスト層７３で覆われた状態になる。そして、第３レジスト層７３が除去された部分の第２犠牲膜６３上に、第２犠牲膜６３と同じ導電性材料により第２犠牲層６４が形成される。 Then, as shown in FIG. 5A, a photoresist is applied again on the exposed first layer 11 and second sacrificial film 63 to form a third resist layer 73. The third resist layer A part of the third resist layer 73 is removed by selectively exposing the surface of 73. In this example, as shown in FIG. 5A, the entire surface of the first layer 11 and a part of the second sacrificial film 63 on the contact portion 4 side are covered with the third resist layer 73. Then, the second sacrificial layer 64 is formed of the same conductive material as that of the second sacrificial film 63 on the second sacrificial film 63 where the third resist layer 73 is removed.

第２犠牲層６４が形成された後、図５（ｂ）に示すように第３レジスト層７３が完全に除去されることにより、第１層１１、第２犠牲膜６３の一部及び第２犠牲層６４が露出した状態になる。 After the second sacrificial layer 64 is formed, the third resist layer 73 is completely removed as shown in FIG. 5B, whereby the first layer 11, part of the second sacrificial film 63, and the second The sacrificial layer 64 is exposed.

そして、露出した第１層１１、第２犠牲膜６３及び第２犠牲層６４上に、図５（ｃ）に示すように、再びフォトレジストが塗布されることにより第４レジスト層７４が形成され、その第４レジスト層７４の表面が選択的に露光されることにより、第４レジスト層７４の一部が除去される。この例では、コンタクト部４側の第１層１１の一部と、第２犠牲膜６３のコンタクト部４側の一部と、第２犠牲層６４の一部とが露出した状態になる。 Then, as shown in FIG. 5C, a photoresist is applied again on the exposed first layer 11, second sacrificial film 63, and second sacrificial layer 64, thereby forming a fourth resist layer 74. The surface of the fourth resist layer 74 is selectively exposed, so that a part of the fourth resist layer 74 is removed. In this example, a part of the first layer 11 on the contact part 4 side, a part of the second sacrificial film 63 on the contact part 4 side, and a part of the second sacrificial layer 64 are exposed.

そして、図５（ｄ）に示すように、露出した第１層１１と第２犠牲膜６３と第２犠牲層６４との上に電気めっきすることにより、被覆部４２を構成する被覆層１４が形成される。このようにして形成された被覆層１４は、第１層１１、第２犠牲膜６３そして第２犠牲層６４の上面に形成された薄膜で構成され、階段状に屈曲した形状を有している。 And as shown in FIG.5 (d), the coating layer 14 which comprises the coating | coated part 42 is electroplated on the exposed 1st layer 11, the 2nd sacrificial film 63, and the 2nd sacrificial layer 64. It is formed. The coating layer 14 formed in this way is composed of thin films formed on the top surfaces of the first layer 11, the second sacrificial film 63, and the second sacrificial layer 64, and has a shape bent in a staircase pattern. .

その後、図５（ｅ）に示すように第４レジスト層７４が完全に除去され、これにより露出した第１層１１、被覆層１４、第２犠牲膜６３及び第２犠牲層６４上に、再びフォトレジストが塗布されることにより第５レジスト層７５が形成される。そして、その第５レジスト層７５の表面が選択的に露光されることにより、図５（ｅ）に示すように、第１層１１及び被覆層１４の一部の上の第５レジスト層７５が除去される。 Thereafter, as shown in FIG. 5E, the fourth resist layer 74 is completely removed, and the first layer 11, the coating layer 14, the second sacrificial film 63, and the second sacrificial layer 64 exposed again are again formed. A fifth resist layer 75 is formed by applying a photoresist. Then, by selectively exposing the surface of the fifth resist layer 75, as shown in FIG. 5E, the fifth resist layer 75 on part of the first layer 11 and the covering layer 14 is formed. Removed.

第５レジスト層７５の一部が除去されることにより露出した第１層１１及び被覆層１４上には、図５（ｅ）に示すように、電気めっきにより第２層１２が形成される。その後、図６（ａ）に示すように、第２犠牲層６４が露出するまで、第５レジスト層７５、第２層１２及び被覆層１４の表面を研磨した後、第５レジスト層７５を除去する。この研磨により、図６（ａ）に示すように、第２層１２が、第１層１１と同じ厚みで第１層１１上に積層された状態になる。 As shown in FIG. 5E, the second layer 12 is formed on the first layer 11 and the coating layer 14 exposed by removing a part of the fifth resist layer 75 by electroplating. Thereafter, as shown in FIG. 6A, the surfaces of the fifth resist layer 75, the second layer 12 and the covering layer 14 are polished until the second sacrificial layer 64 is exposed, and then the fifth resist layer 75 is removed. To do. By this polishing, the second layer 12 is laminated on the first layer 11 with the same thickness as the first layer 11 as shown in FIG.

次に、第２犠牲膜６３及び第２犠牲層６４を全て除去し、露出している第２層１２及び被覆層１４をレジストで覆った状態で、露出している第１犠牲層６１上に金属酸化物などの絶縁性材料により絶縁層８１を形成する。 Next, the second sacrificial film 63 and the second sacrificial layer 64 are all removed, and the exposed second layer 12 and the covering layer 14 are covered with a resist, and then exposed on the exposed first sacrificial layer 61. An insulating layer 81 is formed using an insulating material such as a metal oxide.

本実施の形態では、基板１０上の第２層１２及び被覆層１４で形成される領域が第１領域となり、絶縁層８１が形成される基板１０上の領域が、第１領域に隣接する第２領域となる。 In the present embodiment, the region formed by the second layer 12 and the covering layer 14 on the substrate 10 is the first region, and the region on the substrate 10 where the insulating layer 81 is formed is adjacent to the first region. There are two areas.

そして、図６（ｃ）に示すように、第２層１２と絶縁層８１を覆うように再びフォトレジストが塗布されることにより絶縁性を有する第６レジスト層７６（マスク材層）が形成される。そして、その第６レジスト層７６の表面が選択的に露光されることにより、図６（ｃ）及び図８に示すように、被覆層１４から少し離れた絶縁層８１上の第６レジスト層７６が除去され、エッチング用の長方形の開口部７６ａが形成される。この開口部７６ａが形成されると、絶縁層８１が露出した状態になる。開口部７６ａの短辺の長さは、使用するカーボンナノチューブの平均長さよりも大きくなるように形成される。 Then, as shown in FIG. 6C, a photoresist is applied again so as to cover the second layer 12 and the insulating layer 81, whereby an insulating sixth resist layer 76 (mask material layer) is formed. The Then, by selectively exposing the surface of the sixth resist layer 76, as shown in FIGS. 6C and 8, the sixth resist layer 76 on the insulating layer 81 slightly separated from the coating layer 14 is obtained. Is removed, and a rectangular opening 76a for etching is formed. When the opening 76a is formed, the insulating layer 81 is exposed. The length of the short side of the opening 76a is formed to be larger than the average length of the carbon nanotubes to be used.

次に、図６（ｄ）及び図９に示すように、第６レジスト層７６の開口部７６ａを介して、被覆層１４の端面が露出するまで、絶縁層８１に対して等方性エッチングを行う。この等方性エッチングを行うことにより、被覆層１４の端面近くにおける第６レジスト層７６の下方に、被覆層１４の端面から開口部７６ａまでの距離及び積層方向の高さが、使用するカーボンナノチューブの平均長さよりも短い空間部８１ａが形成される。 Next, as shown in FIGS. 6D and 9, isotropic etching is performed on the insulating layer 81 until the end surface of the coating layer 14 is exposed through the opening 76a of the sixth resist layer 76. Do. By performing this isotropic etching, the distance from the end surface of the coating layer 14 to the opening 76a and the height in the stacking direction are below the sixth resist layer 76 near the end surface of the coating layer 14, and the carbon nanotubes used. A space portion 81a shorter than the average length is formed.

そして、図６（ｅ）及び図１０に示すように、空間部８１ａ内において露出する被覆層１４の端面に、導電性金属にカーボンナノチューブが分散されて混入した導電性金属を電気めっきして炭素複合めっき層１５を形成する。 Then, as shown in FIGS. 6E and 10, the end surface of the coating layer 14 exposed in the space portion 81a is electroplated with a conductive metal in which carbon nanotubes are dispersed and mixed in the conductive metal, thereby carbonizing the carbon. A composite plating layer 15 is formed.

本実施の形態では、開口部７６ａの大きさは、カーボンナノチューブの平均長さよりも大きく、しかも、空間部８１ａの大きさは、被覆層１４の端面から開口部７６ａまでの距離及び積層方向の高さがカーボンナノチューブの平均長さよりも短くなるように形成しているので、空間部８１ａ内に至るカーボンナノチューブは、基板１０と平行になるものが多くなる。その結果、炭素複合めっき層１５中のカーボンナノチューブの向きが揃い、炭素複合めっき層１５によって形成される接触部４３の耐摩耗性及び導電性が良くなる。 In the present embodiment, the size of the opening 76a is larger than the average length of the carbon nanotubes, and the size of the space 81a is the distance from the end surface of the coating layer 14 to the opening 76a and the height in the stacking direction. Is formed so as to be shorter than the average length of the carbon nanotubes, the number of carbon nanotubes reaching the space 81a is more parallel to the substrate 10. As a result, the orientation of the carbon nanotubes in the carbon composite plating layer 15 is aligned, and the wear resistance and conductivity of the contact portion 43 formed by the carbon composite plating layer 15 are improved.

炭素複合めっき層１５が形成された後、図７（ａ）及び図１１に示すように、第６レジスト層７６が完全に除去される。そして、図７（ｂ）に示すように、露出した第２層１２、被覆層１４、炭素複合めっき層１５、そして、絶縁層８１上に、再びフォトレジストが塗布されることにより第７レジスト層７７が形成される。そして、その第７レジスト層７７の表面が選択的に露光されることにより、第２層１２に対向する部分の第７レジスト層７７が除去される。 After the carbon composite plating layer 15 is formed, as shown in FIGS. 7A and 11, the sixth resist layer 76 is completely removed. Then, as shown in FIG. 7B, a photoresist is applied again on the exposed second layer 12, coating layer 14, carbon composite plating layer 15, and insulating layer 81, whereby the seventh resist layer is applied. 77 is formed. Then, the surface of the seventh resist layer 77 is selectively exposed to remove the portion of the seventh resist layer 77 that faces the second layer 12.

その後、第７レジスト層７７が除去された部分には、第２層１２が露出しており、第２層１２の上に、図７（ｂ）に示すように、第３層１３が電気めっきにより形成される。その後、第７レジスト層７７を完全に除去する。この第７レジスト層７７を除去することにより、第２層１２の突出部４１ａとなる部分と、第３層１３、被覆層１４、炭素複合めっき層１５及び絶縁層８１が露出した状態になる。 Thereafter, the second layer 12 is exposed at the portion where the seventh resist layer 77 is removed, and the third layer 13 is electroplated on the second layer 12 as shown in FIG. It is formed by. Thereafter, the seventh resist layer 77 is completely removed. By removing the seventh resist layer 77, the portion of the second layer 12 that becomes the protruding portion 41a, the third layer 13, the coating layer 14, the carbon composite plating layer 15, and the insulating layer 81 are exposed.

そして、図７（ｃ）に示すように、露出した第２層１２の突出部４１ａとなる部分と、第３層１３、被覆層１４、炭素複合めっき層１５及び絶縁層８１上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第８レジスト層７８を形成する。その後、この第８レジスト層７８の表面を選択的に露光することにより、第８レジスト層７８を部分的に除去する。さらに、この部分的に除去された部分において露出する絶縁層８１と、その下層の第１犠牲層６２をエッチングにより除去する。第８レジスト層７８、絶縁層８１、そして、第１犠牲層６２の部分的な除去により、図７（ｄ）に示すように、固定部２におけるプローブ基板との接合部２１となる第１層１１、第２層１２及び第３層１３の端面が露出する。 Then, as shown in FIG. 7C, the exposed portion of the second layer 12 that becomes the protruding portion 41a, the third layer 13, the coating layer 14, the carbon composite plating layer 15, and the insulating layer 81 are photosensitive. An eighth resist layer 78 is formed by applying a photoresist made of an organic material. Thereafter, the surface of the eighth resist layer 78 is selectively exposed to partially remove the eighth resist layer 78. Further, the insulating layer 81 exposed in the partially removed portion and the first sacrificial layer 62 under the insulating layer 81 are removed by etching. By partially removing the eighth resist layer 78, the insulating layer 81, and the first sacrificial layer 62, as shown in FIG. 7D, the first layer that becomes the joint portion 21 with the probe substrate in the fixed portion 2 11, end surfaces of the second layer 12 and the third layer 13 are exposed.

そして、第８レジスト層７８、絶縁層８１、そして、第１犠牲層６２が除去された部分に、図７（ｄ）に示すように、電気めっきによりバンプ部５となるバンプ層１６が形成される。バンプ層１６を形成した後は、まず、第８レジスト層７８を除去する。次に、絶縁層８１を除去し、第１犠牲膜６１、第１犠牲層６２を完全に除去することにより、図７（ｅ）及び図１２に示すように、接触部４３を有するコンタクトプローブ１が得られる。 Then, as shown in FIG. 7D, the bump layer 16 that becomes the bump portion 5 is formed by electroplating in the portion where the eighth resist layer 78, the insulating layer 81, and the first sacrificial layer 62 are removed. The After the bump layer 16 is formed, first, the eighth resist layer 78 is removed. Next, by removing the insulating layer 81 and completely removing the first sacrificial film 61 and the first sacrificial layer 62, the contact probe 1 having the contact portion 43 as shown in FIGS. Is obtained.

カーボンナノチューブは、高強度で、電気抵抗が低く、熱伝導性に優れるため、カーボンナノチューブを分散させた導電性金属で形成される炭素複合めっき層も、このような特性を有する。従って、本実施の形態では、コンタクトプローブ１は、カーボンナノチューブが分散された導電性金属を用いてコンタクト部４の接触部４３を形成しているので、コンタクト部の耐摩耗性を向上でき、しかも、接触抵抗も小さくできる。このように、本実施の形態に係るコンタクトプローブ１は、接触抵抗が小さく、しかも、耐摩耗性にも優れるので、コンタクトプローブの寿命が長くなり、安定した電気的特性検査を行うことができる。 Since carbon nanotubes have high strength, low electrical resistance, and excellent thermal conductivity, a carbon composite plating layer formed of a conductive metal in which carbon nanotubes are dispersed has such characteristics. Accordingly, in the present embodiment, the contact probe 1 forms the contact portion 43 of the contact portion 4 using a conductive metal in which carbon nanotubes are dispersed, so that the wear resistance of the contact portion can be improved. Also, the contact resistance can be reduced. As described above, the contact probe 1 according to the present embodiment has a small contact resistance and is excellent in wear resistance, so that the life of the contact probe is extended and a stable electrical characteristic inspection can be performed.

また、カーボンナノチューブは、撥水性にも優れるため、接触部４３は、オーバードライブにより、検査対象物の表面を削ったときに生ずる削り屑が付着し難くなる。 In addition, since carbon nanotubes are also excellent in water repellency, shavings generated when the surface of the object to be inspected is scraped off from the contact portion 43 due to overdrive.

さらに、本実施の形態では、絶縁層８１をエッチングする工程において、第６レジスト層７６をマスクとして、第６レジスト層７６の開口部７６ａを介して、絶縁層８１をエッチングすることにより、被覆部４２の端面が露出する所定の大きさの空間部８１ａを形成する。従って、被覆部４２は、積層方向の上面が露出することなく、この上面に対して直交する端面のみを露出させることができる。そして、炭素複合めっき層１５を形成する工程において、空間部８１ａ内に露出する被覆層１４の端面に導電性金属にカーボンナノチューブが分散された導電性材料を電気めっきすることにより、基板１０に平行な方向にめっきを成長させて炭素複合めっき層１５を簡単に形成することができる。 Furthermore, in the present embodiment, in the step of etching the insulating layer 81, the insulating layer 81 is etched through the opening 76a of the sixth resist layer 76 using the sixth resist layer 76 as a mask, thereby covering the covering portion. A space 81a having a predetermined size is formed so that the end face of 42 is exposed. Accordingly, the covering portion 42 can expose only the end face orthogonal to the upper surface without exposing the upper surface in the stacking direction. In the step of forming the carbon composite plating layer 15, the end surface of the coating layer 14 exposed in the space 81 a is electroplated with a conductive material in which carbon nanotubes are dispersed in a conductive metal, thereby being parallel to the substrate 10. The carbon composite plating layer 15 can be easily formed by growing the plating in any direction.

また、本実施形態では、中間層となる第２層１２の一部を端面から突出させて形成した突出部１２ａの先端面にのみ、高硬度で導電性に優れる炭素複合めっき層１５の接触部４３を形成しているので、炭素複合めっき材料の使用量をできるだけ少なくでき、しかも、コンタクト部４の耐摩耗性を向上できる。 In the present embodiment, the contact portion of the carbon composite plating layer 15 having high hardness and excellent conductivity only on the tip surface of the protruding portion 12a formed by protruding a part of the second layer 12 serving as the intermediate layer from the end surface. Since 43 is formed, the amount of carbon composite plating material used can be reduced as much as possible, and the wear resistance of the contact portion 4 can be improved.

なお、本実施の形態では、片持ち梁構造のコンタクトプローブについて説明したが、本発明は、本実施の形態の構成に限らない。例えば、コンタクトプローブの固定部と検査対象物と接触する先端部の位置がプローブの押圧方向に同軸上に位置する縦型のコンタクトプローブにおいても本発明は適用できる。 In the present embodiment, the contact probe having the cantilever structure has been described. However, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment. For example, the present invention can also be applied to a vertical contact probe in which the position of the contact probe fixed portion and the tip portion contacting the inspection object are coaxially positioned in the probe pressing direction.

本発明の実施の形態によるプローブカード１１０を含むプローブ装置１００の概略構成の一例を示した図であり、プローブ装置１００内部の様子が示されている。It is the figure which showed an example of schematic structure of the probe apparatus 100 containing the probe card 110 by embodiment of this invention, and the mode inside the probe apparatus 100 is shown. 図１のプローブ装置１００におけるプローブカード１１０の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the probe card 110 in the probe apparatus 100 of FIG. 本発明の実施の形態１によるコンタクトプローブの一例を示した図であり、（ａ）はコンタクトプローブの斜視図、（ｂ）はコンタクト部４の部分拡大斜視図を示している。It is the figure which showed an example of the contact probe by Embodiment 1 of this invention, (a) is a perspective view of a contact probe, (b) has shown the partial expanded perspective view of the contact part 4. FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図である。6 is a diagram showing an example of a process for forming a contact probe according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図４（ｆ）の続きを示している。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a process for forming a contact probe according to the first embodiment, and illustrates a continuation of FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図５（ｅ）の続きを示している。FIG. 6 is a diagram showing an example of a process for forming a contact probe according to the first embodiment, and shows a continuation of FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図６（ｅ）の続きを示している。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a process for forming a contact probe according to the first embodiment, and illustrates a continuation of FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図６（ｃ）に対応したコンタクト部の先端部の部分拡大平面図を示している。FIG. 8B is a diagram showing an example of a process for forming the contact probe according to the first embodiment, and shows a partially enlarged plan view of the distal end portion of the contact portion corresponding to FIG. 6C. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図６（ｄ）に対応したコンタクト部の先端部の部分拡大平面図を示している。FIG. 8B is a diagram showing an example of a process for forming the contact probe according to the first embodiment, and shows a partially enlarged plan view of the tip end portion of the contact portion corresponding to FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図６（ｅ）に対応したコンタクト部の先端部の部分拡大平面図を示している。FIG. 8B is a diagram showing an example of a process for forming the contact probe according to the first embodiment, and shows a partially enlarged plan view of the tip end portion of the contact portion corresponding to FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図７（ａ）に対応したコンタクト部の先端部の部分拡大平面図を示している。FIG. 8B is a diagram showing an example of a process for forming the contact probe according to the first embodiment, and shows a partially enlarged plan view of the tip end portion of the contact portion corresponding to FIG. 実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図７（ｅ）に対応したコンタクト部の先端部の部分拡大平面図を示している。FIG. 8B is a diagram showing an example of a process for forming the contact probe according to the first embodiment, and shows a partially enlarged plan view of the tip end portion of the contact portion corresponding to FIG.

Explanation of symbols

１コンタクトプローブ
２固定部
２１接合部
３ビーム部
４コンタクト部
４１コンタクトベース部
４１ａ突出部
４２被覆部
４３接触部
５バンプ部
６１第１犠牲膜
６２第１犠牲層
６３第２犠牲膜
６４第２犠牲層
７１第１レジスト層
７２第２レジスト層
７３第３レジスト層
７４第４レジスト層
７５第５レジスト層
７６第６レジスト層(マスク材層)
７６ａ開口部
７７第７レジスト層
７８第８レジスト層
８１絶縁層
８１ａ空間部
１０基板
１１第１層
１２第２層
１３第３層
１４被覆層
１５炭素複合めっき層
１６バンプ層
１００プローブ装置
１０２検査対象物
１２１電極パッド
１０３可動ステージ
１０４駆動装置
１０５筐体
１０６メイン基板
１６１外部端子
１６２コネクタ
１０７プローブ基板
１０８連結部材
１１０プローブカード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contact probe 2 Fixing part 21 Joint part 3 Beam part 4 Contact part 41 Contact base part 41a Protrusion part 42 Cover part 43 Contact part 5 Bump part 61 1st sacrificial film 62 1st sacrificial layer 63 2nd sacrificial film 64 2nd sacrificial film Layer 71 first resist layer 72 second resist layer 73 third resist layer 74 fourth resist layer 75 fifth resist layer 76 sixth resist layer (mask material layer)
76a opening 77 seventh resist layer 78 eighth resist layer 81 insulating layer 81a space 10 substrate 11 first layer 12 second layer 13 third layer 14 coating layer 15 carbon composite plating layer 16 bump layer 100 probe device 102 inspection object Object 121 Electrode pad 103 Movable stage 104 Drive device 105 Housing 106 Main board 161 External terminal 162 Connector 107 Probe board 108 Connecting member 110 Probe card

Claims

A contact section;
A contact support part for supporting the contact part,
The contact probe is formed of a carbon composite plating layer formed by electroplating a conductive material in which carbon nanotubes are dispersed and mixed in a conductive metal.

Forming a probe body in a first region on the insulating substrate by electroplating a conductive material;
Forming an insulating layer in a second region adjacent to the first region;
A mask material layer having an opening not adjacent to the first region is formed on the probe main body and the insulating layer, and the insulating layer facing the opening and its periphery is removed through the opening. Exposing the probe body, and
Forming a carbon composite plating layer by electroplating a conductive metal in which carbon nanotubes are dispersed on the exposed surface of the probe main body through the opening. Method.

In the step of forming the opening in the mask material layer, the size of the opening is formed to be larger than the average length of the carbon nanotubes,
In the step of removing the insulating layer, isotropic etching is performed to form a space covered with the mask material layer between the exposed surface of the probe main body and the opening. The method of forming a contact probe according to claim 2, wherein the distance from the exposed surface to the opening and the height in the stacking direction are shorter than the average length of the carbon nanotubes.