JP2010122101A - 多層構造プローブの製造方法およびプローブ - Google Patents

Abstract

【課題】多層構造プローブの製造において、多層構造プローブの各層の接触子のコプラナリティを容易に確保する。
【解決手段】第１平板状基体１１上の複数の第１リード１２、その先端部の第１接触子１２ａを有する第１のプローブ１０Ａと、第２平板状基体２１上の複数の第２リード２２、その先端部の第２接触子２２ａを有する第２のプローブ１０Ｂとを貼り合わせる。この場合、第１接触子１２ａと第２接触子２２ａが同じ方向になるように、接着剤を介して重ね合わせる。そして、第１平板状基体１１上の第１の位置補正用マーク１３と、第２平板状基体２１上の第２の位置補正用マーク２３とを用い、第１接触子１２ａと第２接触子２２ａの上記方向のズレ量を補正する。この補正後に位置決めし第１平板状基体１１と第２平板状基体２１を上記接着剤で互いに接合させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等を通電検査するための多層構造プローブの製造方法およびプローブに関する。

近年、半導体集積回路基板、表示パネル等の電子デバイス基板に設けられる端子用電極は益々高密度に配設される傾向にある。そして、この電子デバイス基板の外周部に配設される電極は、その寸法および配列間隔が微小化し、益々狭ピッチ化してきている。あるいは、これ等の電極は、上記基板の中央部または外周部において複数列に並行して配設されるようになってきている。

そこで、電子デバイスを通電検査する通電検査装置（以下、プローバともいう）の検査用のプローブでは、被検体である被測定デバイス（以下、Device under Test；ＤＵＴという）の上記電極に対応した狭ピッチのプローブピン（以下、接触子ともいう）が微細加工技術を用いて形成される（例えば、特許文献１参照）。このプローブの作製では、例えば微細パターン転写を容易にするフォトリソグラフィ技術が用いられて、板状基体の表面にその端部まで配設される細長導電層のリードが形成される。その後、リードの先端部が板状基体の縁端から突出するように基体端部の所定領域が切除される。そして、そのリードの先端部が基体の縁端から突出した弾性接片すなわち接触子になり、プローブが作製される。ここで、この接触子は例えば３０μｍ程度の狭ピッチになる。

上記検査用のプローブは、ＤＵＴの端子用電極に弾性接触するように、プローバにおいてそのプローブヘッドの先端部に装着され使用される。あるいは、上記電極の複数列の配設に対応して、複数のプローブがプローブヘッドの先端部に重ね合わせに装着される。そして、このようなプローブヘッドにおいては、重ね合わせに装着された複数のプローブはそれぞれ独立に移動調節できるようになっている（例えば、特許文献２参照）。

この複数のプローブが重ね合わせに装着される上記プローブヘッドでは、ＤＵＴにおける複数列の電極の離間距離に合わせて、各プローブがそれぞれ独立して自在に位置調節される。そして、各プローブの接触子が上記複数列の電極に接触できるようになる。このようにして、１種類の検査用のプローブにより上記電極間の離間距離の異なる種々のＤＵＴに対応することができる。しかしながら、上述したプローブヘッドでは、ＤＵＴの通電検査において、各プローブの作業者による上記位置調節が必要になる。このため、端子用電極が微細化し狭ピッチになってくると、作業者の上記位置調節に要する時間が増大しその作業効率が低下する。

一方、端子用電極が例えば並列状または千鳥足状の複数列に配列される場合に対応するために、多層構造に積層され貼り合わされたコンタクトプローブが提案されている（例えば、特許文献３参照）。このコンタクトプローブは、端子用電極間の離間距離が一定になるＤＵＴに対応するもので、上述したような作業者の位置調節を不要にすることができる。この多層構造コンタクトプローブの作製では、パターン配線がフィルム本体の表面に形成され、その先端部がフィルム本体の先端においてコンタクトピン（接触子）となるコンタクトプローブが２つ用意される。そして、この２つのコンタクトプローブは、互いのフィルム本体の先端が同じ方向になり、それ等のコンタクトピンが上記方向において複数列の電極の離間距離になるように位置決めされ、接着剤により互いに貼り合わされて２層構造コンタクトプローブになる。

しかしながら、上記２つのコンタクトプローブの接合において、２つのコンタクトプローブのそれぞれのコンタクトピンが所定量だけずれるように安定的に位置決めすることは難しい。特許文献３には２つのコンタクトプローブの接合による貼り合わせ方法について具体的な記載がないが、その量産工程においては、各コンタクトプローブを構成する基材の厚さ等の寸法にバラツキが存在し、そのバラツキはコンタクトピンのずれにおける上記所定量に影響するようになる。しかも、ＤＵＴの端子用電極における配列間隔の微小化および狭ピッチ化に伴って、上記基材における小さな寸法バラツキにも対応できる高精度の位置決めが要求される。

しかも、３層構造以上に積層され貼り合わされて形成される多層構造プローブでは、各層の接触子をその先端位置が同一平面上にくるようにずらして揃えることが難しくなる。以下、上記接触子が同一平面上にあることをコプラナリティという。このコプラナリティが悪いと、多層の接触子間において被検体の端子用電極との接触圧が不均一になる。そして、上記接触圧の均一性が悪いと、被検体の電極に対してプローブを強く押圧する必要が生じ、その押込み量（オーバドライブ量）が大きくなり、検体の通電検査において電極表面から外れてしまう接触子が発生し易くなる。
特開平８−１５３１８号公報 特開２００６−３４９５１１号公報 特開２００１−１６５９５７号公報

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、複数のプローブが重ねて貼り合わされる多層構造プローブの製造において、複数の検査用のプローブのそれぞれの接触子を安定的に所定量ずらして上記貼り合せができるようにすることを目的とする。そして、多層構造プローブにおける各層の接触子のコプラナリティを容易に確保できるようにする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる多層構造プローブの製造方法は、板状の第１の基体の一主面に配設された複数の第１のリード、および前記第１のリードのそれぞれの先端部であって前記第１の基体の縁端から突出する第１の接触子を有し、被検体の通電検査をする第１のプローブと、板状の第２の基体の一主面に配設された複数の第２のリード、および前記第２のリードのそれぞれの先端部であって前記第２の基体の縁端から突出する第２の接触子を有し、被検体の通電検査をする第２のプローブとを貼り合わせて形成する多層構造プローブの製造方法において、前記第１の接触子と前記第２の接触子が同じ方向になるように前記第１の基体と第２の基体を接着剤を介して重ね合わせ、前記第１の基体の表面に等間隔に設けた第１の指標の物差しから成る第１の位置補正用マークと、前記第２の基体の表面に等間隔に設けた第２の指標の物差しから成る第２の位置補正用マークとを用いて、前記第１の接触子の先端位置に対する前記第２の接触子の先端位置の前記方向へのズレ量を補正し、前記ズレ量を補正して位置決めした前記第１の基体と前記第２の基体とを前記接着剤で互いに接合させる、構成になっている。

あるいは、本発明にかかる多層構造プローブは、板状の第１の基体の一主面に配設された複数の第１のリード、および前記第１のリードのそれぞれの先端部であって前記第１の基体の縁端から突出する第１の接触子を有し、被検体の通電検査をする第１のプローブと、板状の第２の基体の一主面に配設された複数の第２のリード、および前記第２のリードのそれぞれの先端部であって前記第２の基体の縁端から突出する第２の接触子を有し、被検体の通電検査をする第２のプローブとを貼り合わせて形成する多層構造プローブの製造方法において、前記第１のプローブが複数に作製されている第１のプローブ基板と、前記第２のプローブが複数に作製されている第２のプローブ基板とを、前記第１の接触子と前記第２の接触子が同じ方向になるように接着剤を介して重ね合わせ、前記第１のプローブ基板の表面に等間隔に設けた第１の指標の物差しから成る第１の位置補正用マークと、前記第２のプローブ基板の表面に等間隔に設けた第２の指標の物差しから成る第２の位置補正用マークとを用いて、前記第１の接触子の先端位置に対する前記第２の接触子の先端位置の前記方向へのズレ量を補正し、前記ズレ量を補正して位置決めした前記第１のプローブ基板と前記第２のプローブ基板とを前記接着剤で互いに接合させた後に、前記貼り合わせて形成された複数の多層構造プローブを個別化する、構成になっている。

そして、本発明にかかるプローブは、板状の基体の一主面に配設された複数のリードおよび前記リードのそれぞれの先端部であって前記基体の縁端から突出する接触子を有し、被検体の通電検査をするプローブにおいて、前記接触子の突出する方向と同じ方向であって前記基体の表面に等間隔に設けた指標の物差しから成る位置補正用マークが形成されている。

本発明の構成により、複数のプローブが重ねて貼り合わされる多層構造プローブの製造において、複数の検査用のプローブのそれぞれの接触子を安定的に所定量ずらして上記貼り合せができるようになる。そして、多層構造プローブにおける各層の接触子のコプラナリティを容易に確保できる。

以下、本発明の実施形態の幾つかについて図面を参照して説明する。なお、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法およびプローブについて図１ないし図３を参照して説明する。図１（ａ）および（ｂ）は本実施形態において多層構造プローブの製造方法に好適に用いられる２つのプローブの一例を示す平面図である。そして、図２は本実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法の説明に供するために、２つのプローブの貼り合わせ方法の一例を示した説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図３は本実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法の説明に供するために、２つのプローブの貼り合わせ方法の他例を示した説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

多層構造プローブ１０の製造に好適に用いられる第１のプローブ１０Ａでは、図１（ａ）に示すように、絶縁性の第１平板状基体１１の一主面に密着層を介して所要数（図１では５本）の適正な弾性特性をもつ第１リード１２が形成されている。そして、この第１リード１２の先端部は第１接触子１２ａとしてその第１基端部１２ｂのピッチよりも狭められ、被検体の端子用電極に応じた狭ピッチでビーム状に配設されて、第１平板状基体１１の一縁端から突出している。ここで、この第１リード１２は所要の弾性特性の金属素材から成る。

そして、図１（ａ）に示されるように、この第１のプローブ１０Ａにおいて、第１の位置補正用マーク１３が第１平板状基体１１の一主面の一縁辺に沿って形成されている。この第１の位置補正用マーク１３は、第１リード１２の第１基端部１２ｂから第１接触子１２ａに向かう方向に等間隔に刻まれた第１の指標からなる物差しであり、例えばノギスの主尺である。ここで、この等間隔指標は第１リード１２と同じ素材により形成されると好適である。

多層構造プローブ１０の製造に好適に用いられる第２のプローブ１０Ｂには、図１（ｂ）に示すように、第１のプローブ１０Ａと同様に第２平板状基体２１の一主面に密着層を介して所要数の金属素材から成る第２リード２２が形成されている。そして、第２リード２２の先端部は、第２接触子２２ａとして第２基端部２２ｂのピッチよりも狭められビーム状に配設されて、第２平板状基体２１の一縁端から突出している。

また、図１（ｂ）に示されるように、この第２のプローブ１０Ｂにおいて、第２の位置補正用マーク２３が第２平板状基体２１の一主面の一縁辺に沿って形成されている。この第２の位置補正用マーク２３は、第２リード２２の第２基端部２２ｂから第２接触子２２ａに向かう方向に等間隔に刻まれた第２の指標からなり、例えばノギスの副尺（バーニア）として機能する。ここで、この等間隔指標は第２リード２２と同じ素材により形成されると好適である。例えば副尺の等間隔目盛は主尺の等間隔目盛の９目盛を１０等分した目盛や、主尺の１９目盛を２０等分した目盛とする。

多層構造プローブ１０は、上述した第１のプローブ１０Ａと第２のプローブ１０Ｂが重ね合わされ接合されることにより製造される。この２つのプローブの貼り合わせ方法の一例について図２を参照して説明する。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、例えば加熱処理ができるステージ１００上に第１のプローブ１０Ａの第１平板状基体１１を、その第１リード１２が配設された一主面側を上に向けて固定する。ここで、第１平板状基体１１の他主面はステージ１００の決められたところに接し保持される。そして、第１平板状基体１１の一主面に第２平板状基体２１を、その第２リード２２が配設された一主面側を上に向け、接着剤３１を介して重ね合わせる。ここで、図２（ｂ）に示されるように、接着剤３１は第２平板状基体２１の他主面と第１平板状基体１１の一主面の間に塗布あるいはラミネートされている。

そして、第１平板状基体１１の一主面に第２平板状基体２１を重ね合わせた状態で、上記第１平板状基体１１に対する第２平板状基体２１の位置合わせを行う。この第１平板状基体１１と第２平板状基体２１の位置合わせは、可視光の光学顕微鏡の画像あるいはその画像を適宜に処理した電気信号に基づいて行うことができる。ここで、例えば第１接触子１２ａと第２接触子２２ａの画像、第１基端部１２ｂと第２基端部２２ｂの画像、あるいは第１平板状基体１１および第２平板状基体２１の各一主面に作製した位置決めパターン（不図示）等を用いると好適である。

そして、これ等の画像を通して、例えば上記ステージあるいは第２平板状基体２１の保持用治具のいわゆるＸ−Ｙ移動と回転駆動により第１平板状基体１１と第２平板状基体２１の位置合わせがなされる。この位置合わせにより、第１の位置補正用マーク１３の第１中心指標１３１の位置および第２の位置補正用マーク２３の第２中心指標２３１の位置が略一致するようになる。

ところで、上述した平板状基体１１，２１は、その製造方法で後述されるように例えば２００μｍ程度の板厚になるように研削されるが、量産製造における研削工程ではその板厚のバラツキが±５μｍ程度になる。そこで、上記研削工程後に計測した平板状基体１１，２１の板厚の測定値に基づいて、適宜に上述した位置合わせの補正を施す。この位置合わせの補正は、上述した第１の位置補正用マーク１３および第２の位置補正用マーク２３を基準にして、第１平板状基体１１に対し第２平板状基体２１をその第２基端部２２ｂから第２接触子２２ａに向かう方向に行われる。この位置合わせの補正量は、その詳細は後述するが、例えば第２平板状基体２１の板厚の上記バラツキにより決められる。このような補正を加味して、最終的に第１平板状基体１１に対する第２平板状基体２１の位置決めがなされる。

そして、上記位置決め後に、第１平板状基体１１および第２平板状基体２１を固定保持の状態にして加熱し熱硬化性の接着剤３１により接合させる。なお、接着剤３１は、紫外線硬化性のものを用いても良い。このようにして、本実施形態にかかる２つのプローブの貼り合せが容易にできる。

そして、図２（ｂ）に示すように、第１リード１２の第１基端部１２ｂはフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ；Flexible Printed Cable）である第１ＦＰＣ３２に例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）により接続される。同様にして、第２リード２２の第２基端部２２ｂは第２ＦＰＣ３３に接続される。これ等の第１ＦＰＣ３２および第２ＦＰＣ３３はそれぞれ通電検査装置に電気的につなげられる。なお、上記基端部１２ｂ、２２ｂとＦＰＣ３２，３３の接続は、非導電性フィルム（ＮＣＦ；Non Conductive Film）による圧接接続、金属ワイヤーによるボンディング、あるいはハンダによっても行うことができる。

そして、この多層構造プローブ１０は、その第１接触子１２ａおよび第２接触子２２ａが被測定デバイス３４上に並行に配列されている２列の端子用電極３５に同時に斜めから所定の角度で弾性接触するように、通電検査装置のプローブヘッドの先端部に装着される。

次に、多層構造プローブの製造方法における２つのプローブの貼り合わせ方法の他の例について図３を参照して説明する。この他例は、図２の場合と異なり、２つのプローブの両方の一主面を向かい合わせにして重ね合わせ、貼り合せる場合である。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、図２で説明したのと同じように例えば加熱処理ができるステージ１００上において、一主面を上方に向けて固定した第１平板状基体１１と第２平板状基体２１の第２リード２２が配設された一主面との間に絶縁体スペーサ３６を介装させ接着剤３９，３９を介して重ね合わせる。ここで、絶縁体スペーサ３６は板状であり、その板厚はＤＵＴにおける複数配列の端子用電極３５の離間距離に合わせて設定される。

そして、上記重ね合わせた状態で、上記第１平板状基体１１に対する第２平板状基体２１の位置合わせを行う。なお図３（ａ）で第２の位置補正用マーク２３を実線で示したが、第２リード２２と同じ面に形成され、重ね合わせによって上方から目視できなくなる。この場合の位置合わせは、図２の場合の光学顕微鏡に替えて上方からでも第２平板状基体２１の第２の位置補正用マーク２３が読み取れる赤外線あるいはＸ線を用いて生成した画像あるいはその画像を適宜に処理した電気信号に基づいて行われる。この場合でも、例えば第１接触子１２ａと第２接触子２２ａの画像、第１基端部１２ｂと第２基端部２２ｂの画像、あるいは第１平板状基体１１および第２平板状基体２１の各一主面に作製した位置決めパターン（不図示）等を用いると好適である。

そして、これ等の画像を通して、図２の場合と同様に例えば上記ステージあるいは第２平板状基体２１の保持用治具のいわゆるＸ−Ｙ移動と回転駆動により第１平板状基体１１と第２平板状基体２１の位置合わせを行う。この位置合わせにより、第１の位置補正用マーク１３の第１中心指標１３１の位置および第２の位置補正用マーク２３の第２中心指標２３１の位置が略一致するようになる。なお、図３（ａ）に示すように、上記第１の位置補正用マーク１３および第２の位置補正用マーク２３はそれぞれの基体の対向する縁辺の２箇所に設けられている。このようにすることにより、上記赤外線あるいはＸ線によりそれぞれの位置補正用マークが検出し易くなる。

上述した絶縁体スペーサ３６を介装した２つのプローブの重ね合わせにおいても、絶縁体スペーサ３６の板厚バラツキに従って、図２で説明したのと同じようにして位置合わせの補正を施す。この位置合わせの補正については、図４を参照して後述する。この補正を加味して、最終的に第１平板状基体１１に対する第２平板状基体２１の位置決めをする。そして、上記位置決め後に、第１平板状基体１１および第２平板状基体２１を固定保持の状態にして加熱し上記接着剤で接合し貼り付ける。また、図２で説明したのと同様に、図３（ｂ）に示すように第１基端部１２ｂおよび第２基端部２２ｂは、それぞれ第１ＦＰＣ３２および第２ＦＰＣ３３に接続される。

そして、この多層構造プローブ１０は、その第１接触子１２ａおよび第２接触子２２ａが被測定デバイス３４上に並行に配列されている２列の端子用電極３５に同時に斜めから弾性接触するように、通電検査装置のプローブヘッドの先端部に装着される。ここで、２列の端子用電極３５がそれぞれ異なるＤＵＴに形成される場合には、例えば端子用電極３５の離間距離が数ｍｍ程度になることから、それに合わせ厚さがｍｍ単位の絶縁体スペーサ３６が用いられる。

上記多層構造プローブの製造方法における２つのプローブの貼り合わせ方法では、図３の場合と異なり、２つのプローブの両方の他主面側が互いに重ね合わされ接着剤で接合するようにしてもよい。この場合には、第１平板状基体１１の板厚および第２平板状基体２１の板厚を積算した板厚バラツキに従って、図２で説明したのと同じようにして位置合わせの補正を施す。なお、図３で説明した絶縁体スペーサ３６は、上記２つのプローブの他主面側を互いに重ね合わす場合、あるいは図２で説明したような２つのプローブの重ね合わせの場合に図３で説明したのと同様に介装して使用することができる。

次に、上述した第１平板状基体１１および第２平板状基体２１の位置合わせ補正について図４を参照して説明する。図４は２つのプローブ間の位置合わせ補正の説明に供する模式的な断面図である。ここで、第１リード１２と第２リード２２は絶縁介装板３７の両面にそれぞれに配設されているものとする。この絶縁体介装板３７は、図２で説明した第２平板状基体２１、図３で説明した絶縁体スペーサ３６、第１平板状基体１１と第２平板状基体２１の積層したもの、あるいは第１平板状基体１１と第２平板状基体２１間に絶縁体スペーサ３６を積層したものが相当する。

そして、この模式的に示した２つのプローブでは、その第１接触子１２ａおよび第２接触子２２ａが一平面３８に対して所定の角度θで接するコプラナリティを有するとする。図４に示すように、絶縁介装板３７の厚さの設計値をｘ、一平面３８に接する第１接触子１２ａの先端と第２接触子２２ａの先端の離間距離をｙとすると、ｙ＝ｘ／ｔａｎθとなる。そこで、上記絶縁介装板３７の厚さが設計値ｘとなる場合には、図２および図３で説明した第１の位置補正用マーク１３および第２の位置補正用マーク２３は位置合わせ補正が不要であり、第１中心指標１３１および第２中心指標２３１がほぼ一致するようになる。

これに対して、絶縁介装板３７の実測値に板厚バラツキΔｘが生じると、第１接触子１２ａの先端位置と第２接触子２２ａの先端位置の間のズレ量の補正、すなわち上述した位置合わせ補正が必要になる。そして、その補正量はΔｙ＝Δｘ／ｔａｎθでほぼ表される。そして、上記板厚バラツキΔｘの場合にあって、上記補正量による位置合わせ補正をすることにより、第１接触子１２ａおよび第２接触子２２ａは、上記一平面３８に対して所定の角度θで接するコプラナリティが確保できる。ここで、接着剤の厚さは薄く、その厚さバラツキは絶縁介装板３７の板厚バラツキに比し小さいものとしている。

次に、本実施形態にかかる多層構造プローブ１０の製造に好適に用いられるプローブの製造方法ついて図５ないし図７を参照して説明する。ここで、第１のプローブ１０Ａおよび第２のプローブ１０Ｂともに同様に製造できるが、以下では第１のプローブ１０Ａの製造の場合について説明する。図５は本実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法に好適に用いられるプローブの製造方法を説明するために、複数のプローブが一括作製される１枚のプローブ基板を示した上面図である。そして、図６および図７は本実施形態にかかるプローブの製造方法を説明するために、図１のＸ−Ｘで切断したところの製造工程別断面図である。

第１のプローブ１０Ａの製造工程では、図５に示すように複数の第１のプローブ１０Ａ（図５では８個）が、後述されるある工程までは一枚の基板４１に一括的に第１リード１２等が作製される。その後は、一枚の基板４１は図５に示した切り取り線４２に沿った切り取りにより第１平板状基体１１に個別化される。そして、個別化された各第１平板状基体１１は、それ以後の製造工程を経て第１のプローブ１０Ａとして製造される。

図６（ａ）に示すように、１枚で複数の第１のプローブ１０Ａを作製する基板４１表面に犠牲層４３を形成する。ここで、基板４１は、その厚さが１ｍｍ程度になる例えばセラミックス、ガラス等の絶縁体材料から成る。また、犠牲層４３は膜厚０．１μｍ〜５μｍの銅（Ｃｕ）膜あるいはＣｕ／クロム（Ｃｒ）積層膜、シリコン酸化膜等から成る。ここで、犠牲層４３はスパッタリング法、無電解メッキ、化学気相成長（ＣＶＤ）法、熱酸化法等の成膜とフォトリソグラフィを用いた所要パターンのエッチング加工によって、図５に示された基板４１上の所定の領域に所望数に形成される。

そして、上記犠牲層４３および基板４１表面を被覆して密着膜４４をスパッタリング法で成膜する。この密着膜４４は、例えばチタン（Ｔｉ）、Ｃｒ等の基板４１に対して大きな接着力を有する金属材料を含み、例えば厚さ０．０１μｍ〜０．５μのニッケル（Ｎｉ）合金／Ｔｉの積層膜が好ましい。

次に、例えばスピン塗布法あるいはスクリーン印刷法により上記密着膜４４を被覆するメッキ用のレジスト膜を形成する。そして、そのレジスト膜のフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法あるいはダイレクトイメージング法による露光・現像処理を行う。このようにして、図６（ｂ）に示すように所望のメッキ用のレジストマスク４５を密着膜４４上に形成する。ここで、レジストマスク４５は、上述した第１リード１２のそれぞれに対応する開口パターンを有し、その膜厚が例えば３０μｍ程度になる。また、図示しないが、上記レジストマスク４５には第１の位置補正用マーク１３の第１の指標に対応する開口パターンを有する。なお、これ等の開口パターンは、例えばフォトリソグラフィにおいて周知である異なる層間の位置合わせ手法により、犠牲層４３のパターンに位置合わせして形成される。

その後、図６（ｃ）に示すように、これ等のレジストマスク４５の開口内の密着膜４４上に電解メッキにより第１リード１２および第１の位置補正用マーク１３の第１の指標を形成する。そして、ここで、第１リード１２は、所要の弾性特性をもつ金属材料、例えばＮｉ−鉄（Ｆｅ）、Ｎｉ−マンガン（Ｍｎ）、Ｎｉ−コバルト（Ｃｏ）等のＮｉ合金から成る。また、この電解メッキにおいて密着膜４４は給電層として機能する。

この電解メッキにおいて、第１リード１２の厚さが基板４１上で例えば±５μｍ以上と大きくばらつく場合には、化学的機械研磨（Chemical Mechanical Polishing；ＣＭＰ）法により、上記レジストマスク４５および第１リード１２の上面が平坦になるように研磨除去するとよい。このＣＭＰでは、レジストマスク４５と第１リード１２の研磨速度を略同程度にするスラリーやパット、クロスが選択される。このようにして、表面が平坦加工された第１リード１２が形成される。

なお、上述したレジストマスク４５を用いた電解メッキにより形成される第１リード１２および第１の位置補正用マーク１３の第１の指標の厚さは例えば５μｍ〜１５０μｍ程度に形成される。そこで、レジストマスク４５の厚さは第１リード１２の所要の膜厚に合わせて５μｍ〜２００μｍの範囲で自在に設定される。

続いて、図６（ｄ）に示すように、公知の有機溶剤による剥離あるいは酸素プラズマによるアッシング等でレジストマスク４５を除去する。そして、図示しないが、第１接触子１２ａの所望の領域に開口パターンを有するレジストマスクを新たに形成し、密着膜４４を給電層とした金メッキを施す。

そして、図６（ｅ）に示すように、例えば膜厚が０．５μｍ〜１μｍ程度の金メッキにより被覆層４７が形成される。ここで、被覆層４７は、第１リード１２の先端部である第１接触子１２ａの上面および側面に電気的に接続して形成される。この被覆層４７は例えばＡｕ、Ａｕ合金等から成る。その後に、上記レジストマスクを除去して露出する密着膜４４をエッチング除去して、第１リード１２下およびその先端部１２ａ下の密着層４６とする。

以上のような工程後、図５に示した状態の基板４１は例えば２００μｍ厚さに研削される。そして、ダイシング、サンドブラスト、レーザ加工等によりそれぞれの第１のプローブ１０Ａに切り取られて複数個の所要形状の平板状基体１１に個別化される。

その後、図７（ａ）に示すように、基板４１から切り出され個別化した平板状基体１１の裏面の所定範囲に直線状に延在する切り込み溝４８を形成する。この切り込み溝４８は、ダイシング、サンドブラスト、レーザ加工等、あるいは、例えば、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）のようなＨＤＰ（High Density Plasma）のＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）方法等により、その線幅が数十〜数百μｍ程度になり、その深さが平板状基体１１の厚さを考慮して数十μｍになるように形成される。ここで、切り込み溝４８の深さ方向の溝先端は、例えば第１リード１２の配設される方向にほぼ直交した方向に延在している。そして、犠牲層４３のパターン辺のほぼ直下に位置するように形成されると好適である。

次に、図７（ｂ）に示すように、犠牲層４３を選択的に溶解する例えば塩化第二鉄のようなエッチング液を用い銅薄膜から成る犠牲層４３を除去する。犠牲層４３を除去することにより、第１リード１２の犠牲層４３上に形成された先端部１２ａは平板状基体１１表面から浮き離れた状態になる。

次に、図７（ｃ）に示すように、切り込み溝４８に沿って平板状基体１１を破断し、先端部１２ａ側にあった基板を切除する。これにより、上記切り込み溝４８の領域を縁端４８ａとし、この縁端４８ａから例えば数百μｍ長に突出した先端部１２ａ、その下面の密着層４６およびその上面と側面の被覆層４７から成る接触子が形成される。このようにして、第１のプローブ１０Ａが出来上がる。

なお、図示しないが、さらに第１リード１２の基端部１２ｂに、ＡＣＦ等により上述した第１ＦＰＣ３２を接続させてもよい。

上記実施形態においては、レジストマスク４５となるレジスト膜は、感光性を有する有機系高分子材料、無機系高分子材料あるいはこれ等のコンポジット系材料からなる。あるいは、上記平坦化のためのＣＭＰにおいて、第１リード１２との研磨速度が略同じになるように構成される。例えば、ポリイミド系のメッキ用のレジスト組成体にシリコン（Ｓｉ）が導入され、適度に調整された導入量を有するシリコン入りレジスト膜が好適なものとして挙げられる。

また、第１リード１２および接触子であるその先端部１２ａは、適度な弾性特性を有する導電体材料から成る。そして、その導電体材料として、Ｎｉ系金属材料の他に、例えばロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅合金等が挙げられる。

また、被覆層４７は、耐酸化性の金属材料あるいは酸化しても導電性を有する金属材料からなり、ＤＵＴの端子用電極に対する耐磨耗性を有するものが選択される。例えばＡｕ−Ｃｏ合金のようなＡｕ合金の他に、酸化しても導電性を有するＲｕ、Ｉｒ金属およびこれ等の合金が挙げられる。

そして、上記実施形態において、上述した２つのプローブの貼り合せを繰り返すことにより３層以上になる多層構造プローブを作製することができる。

本実施形態では、多層構造プローブに使用される２つのプローブは、その貼り合わせ工程の重ね合わせにおいて互いの接触子の先端位置の離間距離の補正を容易にするための位置補正用マークがそれぞれ形成されている。そして、この位置補正用マークを用いた位置合わせ補正では、多層構造プローブの量産工程で生じる各プローブの基材のバラツキに対応してその補正量が決定される。このために、多層構造プローブの製造において、各プローブの素材にバラツキが存在しても、複数のプローブのそれぞれの接触子を安定的に所定量ずらした貼り合せができる。そして、多層構造プローブにおける各層の接触子のコプラナリティを容易に確保できる。

そして、本実施形態により製造される多層構造プローブは通電検査における被検体の端子用電極の狭ピッチ化および多ピン化に簡便に対応できるようになる。また、複数ＤＵＴの通電検査が同時に容易にできるようになる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法について図８および図９を参照して説明する。図８は本実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法で用いられる、複数のプローブがそれぞれ一括作製された二枚のプローブ基板の一例を示す上面図である。そして、図９は本実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法の説明に供するために、複数のプローブがそれぞれ一括作製された二枚のプローブ基板の貼り合わせ方法の一例を示した平面図である。この実施形態は、複数のプローブがそれぞれに形成された二枚のプローブ基板を位置合わせして貼り合わせ、その後に貼り合わされた多層構造プローブを個別化することを特徴とする。

図８（ａ）に示すように、貼り合わせに用いる第１のプローブ基板５１には、所要数（図では６個）の第１のプローブ１０Ａが第１連結部５２を介して一枚基板に連結されている。ここで、各第１のプローブ１０Ａは、第１の位置補正用マーク１３以外はほぼ図１（ａ）で説明したような構造に形成されている。

そして、図８（ａ）に示されるように、この第１のプローブ基板５１において、２つの第１の基板位置補正用マーク５３が第１のプローブ基板５１の一主面の二縁辺に沿って形成されている。この第１の基板位置補正用マーク５３は、第１のプローブ１０Ａの第１リード１２の第１基端部１２ｂから第１接触子１２ａに向かう方向に等間隔に刻まれた第１の指標からなる物差しであり、例えばノギスの主尺である。ここで、この等間隔指標は第１リード１２と同じ素材により形成されるとよい。また、第１のプローブ基板５１の上記二縁辺に直交する二辺に沿って２つの第１の基板位置ズレ測定用マーク５４が形成されている。

同様に、図８（ｂ）に示すように、貼り合わせに用いる第２のプローブ基板６１には、第１のプローブ基板５１と同様に所要数（図では６個）の第２のプローブ１０Ｂが第２連結部６２を通して一枚基板に連結されている。ここで、各第２のプローブ１０Ｂは、第２の基板位置補正用マーク６３以外はほぼ図１（ｂ）で説明したような構造に形成されている。

そして、図８（ｂ）に示されるように、２つの第２の基板位置補正用マーク６３が第２のプローブ基板６１の一主面の二縁辺に沿って形成されている。この第２の基板位置補正用マーク６３は、第２のプローブ１０Ｂの第２リード２２の第２基端部２２ｂから第２接触子２２ａに向かう方向に等間隔に刻まれた第２の指標からなる物差しであり、ノギスの副尺として機能する。ここで、この等間隔指標は第２リード２２と同じ素材により形成されるとよい。また、第２のプローブ基板６１の上記二縁辺に直交する二辺に沿って２つの第２の基板位置ズレ測定用マーク６４が形成されている。

上述したプローブ基板５１，６１は、第１の実施形態で説明した図５の一枚の基板の場合と同様にして、例えば図６（ｅ）で説明した製造工程まで作製される。そして、図６（ｅ）の工程後は、例えばレーザ加工を用いた外形加工により連結部５２，６２を残し、プローブ基板５１，６１に連結された複数のプローブ１０Ａ、１０Ｂをそれぞれのプローブ基板５１，６１に作製する。

そして、上記形成された二枚のプローブ基板５１，６１の貼り合わせでは、第１の実施形態の場合と同様に、図９に示すように例えば加熱処理ができる大型のステージ上に第１のプローブ基板５１を、その第１のプローブ１０Ａが作製されている一主面側を上に向けて固定する。そして、第２のプローブ基板６１を、その第２のプローブ１０Ｂが作製された一主面側を上に向け、接着剤を介して重ね合わせる。

そして、この重ね合わせの状態で、上記第１のプローブ基板５１に対する第２のプローブ基板６１の位置合わせを行う。この位置合わせは、第１の実施形態の場合と同じように可視光の光学顕微鏡の画像あるいはその画像を適宜に処理した電気信号に基づいて行う。そして、第１の基板位置補正用マーク５３および第２の基板位置補正用マーク６３を用いて、第１の実施形態で説明したのと同様にして、第１のプローブ基板５１と第２のプローブ基板６１の間の位置合わせ補正を行う。ここで、位置合わせ補正は、第１のプローブ基板５１に対し第２のプローブ基板６１をその第２基端部２２ｂから第２接触子２２ａに向かう方向に行われる。この場合の補正量は、例えば第２のプローブ基板６１の板厚バラツキにより決められる。このような補正を加味して、最終的に第１のプローブ基板５１に対する第２のプローブ基板６１の位置決めがなされる。

上記位置決め後に、第１のプローブ基板５１および第２のプローブ基板６１を固定保持の状態にして加熱し熱硬化性の接着剤により接合する。そして、その後に、プローブ基板の状態で貼り合わされた多層構造プローブをレーザ加工等によって個別化する。

なお、二枚のプローブ基板の状態での貼り合わせは、図３で説明したのと同様にこれ等のプローブ基板を背中合わせにして重ね合わせ位置合わせをして行ってもよい。また、上記第１の基板位置ズレ測定用マーク５４および第２の基板位置ズレ測定用マーク６４は、二枚のプローブ基板の位置合わせにおける位置ズレの測定に使用し、位置決め精度の向上に使用される。しかし、必ずしも必要とするものではない。

本実施形態では、複数のプローブが一括作製されたプローブ基板の状態で貼り合わせることから、第１の実施形態の場合よりも作業効率が向上する。また、第１の実施形態で説明したのと同じ効果を奏することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態において、上記多層構造プローブを用いて行われる通電検査の被検体は、上記被測定デバイスに限定されるものでなく、例えば回路配線基板であってもよい。

また、多層構造プローブの製造に使用する各プローブの接触子がそれぞれの平板状基体の縁端から突出しない構造になっていてもよい。但し、この場合には、リード１２および接触子は適度な弾性と靭性を有する導電体材料により形成されるのが好ましい。

また、上記実施形態では、第１、第２のリード数が同じになるように形成されているが、異なるリード数になっていてもよい。

また、上記第１、第２の位置補正用マークは、それぞれ第１、第２のリードとは異なる例えば金属材料により形成するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法で好適に用いられる２つのプローブの一例を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法の説明に供するために、２つのプローブの貼り合わせ方法の一例を示した説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は貼り合わせを分解して示す略図である。 本発明の第１の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法の説明に供するために、２つのプローブの貼り合わせ方法の他例を示した説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は貼り合わせを分解して示す略図である。 本発明の第１の実施形態にかかる２つのプローブ間の位置合わせ補正の説明に供する模式的な断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法に好適に用いられるプローブの製造方法を説明するために、複数のプローブが一括作製される一枚のプローブ基板を示した上面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプローブの製造方法を説明するために、図１のＸ−Ｘで切断したところの製造工程別断面図である。 図５に続くプローブの製造工程を示す製造工程別断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法で用いられる、複数のプローブがそれぞれ一括作製された二枚のプローブ基板の一例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる多層構造プローブの製造方法の説明に供するために、複数のプローブがそれぞれ一括作製された二枚のプローブ基板の貼り合わせ方法の一例を示した平面図である。

符号の説明

１０…多層構造プローブ，１０Ａ…第１のプローブ，１０Ｂ…第２のプローブ，１１…第１平板状基体，１２…第１リード，１２ａ…第１接触子，１２ｂ…第１基端部，１３…第１の位置補正用マーク，２１…第２平板状基体，２２…第２リード，２２ａ…第２接触子，２２ｂ…第２基端部，２３…第２の位置補正用マーク，３１…接着剤，３２…第１ＦＰＣ，３３…第２ＦＰＣ、３４…被測定デバイス（ＤＵＴ），３５…端子用電極，３６…絶縁体スペーサ，３８…一平面，３９…接着剤，４１…プローブ基板，４２…切り取り線，４３…犠牲層，４４…密着膜，４５…レジストマスク，４６…密着層，４７…被覆層，４８…切り込み溝，４８ａ…縁端，５１…第１のプローブ基板，５２…第１連結部，５３…第１の基板位置補正用マーク，５４…第１の基板位置ズレ測定用マーク，６１…第２のプローブ基板，６２…第２連結部，６３…第２の基板位置補正用マーク，６４…第２の基板位置ズレ測定用マーク

Claims (8)

1. 板状の第１の基体の一主面に配設された複数の第１のリード、および前記第１のリードのそれぞれの先端部であって前記第１の基体の縁端から突出する第１の接触子を有し、被検体の通電検査をする第１のプローブと、板状の第２の基体の一主面に配設された複数の第２のリード、および前記第２のリードのそれぞれの先端部であって前記第２の基体の縁端から突出する第２の接触子を有し、被検体の通電検査をする第２のプローブとを貼り合わせて形成する多層構造プローブの製造方法において、
   前記第１の接触子と前記第２の接触子が同じ方向になるように前記第１の基体と第２の基体を接着剤を介して重ね合わせ、
   前記第１の基体の表面に等間隔に設けた第１の指標の物差しから成る第１の位置補正用マークと、前記第２の基体の表面に等間隔に設けた第２の指標の物差しから成る第２の位置補正用マークとを用いて、前記第１の接触子の先端位置に対する前記第２の接触子の先端位置の前記方向へのズレ量を補正し、
   前記ズレ量を補正して位置決めした前記第１の基体と前記第２の基体とを前記接着剤で互いに接合させることを特徴とする多層構造プローブの製造方法。
2. 前記第１の位置補正用マークおよび前記第２の位置補正用マークは、それぞれ、ノギスの主尺および副尺であることを特徴とする請求項１に記載の多層構造プローブの製造方法。
3. 前記第１の位置補正用マークおよび前記第２の位置補正用マークは、それぞれ、前記第１のリードおよび前記第２のリードと同一材料により形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層構造プローブの製造方法。
4. 前記第１の基体の前記一主面と前記第２の基体の前記一主面とを向かい合わせにして接合することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の多層構造プローブの製造方法。
5. 前記第１の基体と前記第２の基体との間に板状の絶縁体スペーサを介装させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の多層構造プローブの製造方法。
6. 前記位置合わせ補正は、前記第１の基体の板厚、前記第２の基体の板厚、あるいは前記絶縁体スペーサの板厚の設計値からのバラツキに合わせて行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の多層構造プローブの製造方法。
7. 板状の第１の基体の一主面に配設された複数の第１のリード、および前記第１のリードのそれぞれの先端部であって前記第１の基体の縁端から突出する第１の接触子を有し、被検体の通電検査をする第１のプローブと、板状の第２の基体の一主面に配設された複数の第２のリード、および前記第２のリードのそれぞれの先端部であって前記第２の基体の縁端から突出する第２の接触子を有し、被検体の通電検査をする第２のプローブとを貼り合わせて形成する多層構造プローブの製造方法において、
   前記第１のプローブが複数に作製されている第１のプローブ基板と、前記第２のプローブが複数に作製されている第２のプローブ基板とを、前記第１の接触子と前記第２の接触子が同じ方向になるように接着剤を介して重ね合わせ、
   前記第１のプローブ基板の表面に等間隔に設けた第１の指標の物差しから成る第１の位置補正用マークと、前記第２のプローブ基板の表面に等間隔に設けた第２の指標の物差しから成る第２の位置補正用マークとを用いて、前記第１の接触子の先端位置に対する前記第２の接触子の先端位置の前記方向へのズレ量を補正し、
   前記ズレ量を補正して位置決めした前記第１のプローブ基板と前記第２のプローブ基板とを前記接着剤で互いに接合させた後に、前記貼り合わせて形成された複数の多層構造プローブを個別化することを特徴とする多層構造プローブの製造方法。
8. 板状の基体の一主面に配設された複数のリードおよび前記リードのそれぞれの先端部であって前記基体の縁端から突出する接触子を有し、被検体の通電検査をするプローブにおいて、前記接触子の突出する方向と同じ方向であって前記基体の表面に等間隔に設けた指標の物差しから成る位置補正用マークが形成されていることを特徴とするプローブ。

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