JP2010127901A - プローブカードおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外力の印加方向の方向性に依存せずに接触子が大きな弾性力を発揮し、かつ、それを簡易な構造によって実現することができるプローブカードおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のプローブカード１においては、接触子３がドーム形状に形成されているとともに、その頂部３ｔから裾部３ｒにかけて形成された複数個の貫通溝３ｈが回転対称に配置される。また、逃げ穴４ｈを有するドーナツ形状に形成されており、接触子３の内部において接触子３の裾部３ｒと配線板２との間に介在している第１の緩衝部材が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカードおよびその製造方法に係り、特に、アレイ配置された複数個の接触子を備えるプローブカードに好適に利用できるプローブカードおよびその製造方法に関する。

一般的に、集積回路の製造工程においては、ウェハを個々のチップに切り離す前にウェハテストを行なうため、プローブカードが用いられている。そのプローブカードにおいてウェハと導通するために用いられる端子がプローブピンといわれる接触子である。

従来のプローブカードにおける接触子については、大きく分けて、プローブカードの配線板に対して水平配置された細長い片持板からなるカンチレバー型と、その垂直方向（高さ方向）に起立した垂直伸縮自在の針からなる垂直型といわれる２つの構造がある。カンチレバー型の接触子については、その構造が簡易であり、レバー長やレバー幅を変更することによって機械的特性を容易に調整することができる点にメリットがあるといわれている。その一方、垂直型の接触子については、カンチレバー型の接触子よりもレイアウトの自由度が高く、アレイ配置することができる点にメリットがあるといわれている。

特開２００４−３４０７９４号公報

ここで、接触子と接触するウェハの電極が接触子の伸縮方向、通常であれば垂直方向（高さ方向）に押し込まれる理想的な場合ではなく、ウェハ自体が傾いていたり、ウェハの電極の形成面が傾いていたりすることにより、ウェハの電極が傾きながら接触子と接触した場合を考える。この場合、ウェハの電極から印加される外力が接触子の垂直方向（高さ方向）だけでなくその水平方向のいずれかの方向にも働く。

しかしながら、従来のプローブカードにおけるカンチレバー型の接触子については、垂直方向（高さ方向）に伸縮することのみを想定して形成されていたため、水平方向のいずれかの方向に湾曲した場合、接触子の形状に依存して不規則な弾性変形を生じてしまう。つまり、従来のカンチレバー型の接触子については、その弾性力が外力の印加方向の方向性に依存してしまうという問題があった。接触子の弾性力が外力の印加方向の方向性に依存すると、ウェハの電極に接触子を確実に接触させることができず、ウェハテストを正確に実施することが困難になる。

また、従来のプローブカードにおける垂直型の接触子は、垂直方向（高さ方向）に伸縮するばねが接触部となる針に垂直方向（高さ方向）への付勢を与えることによって垂直伸縮自在に形成されているため、上記と同様、外力の印加方向の方向性に依存せずに弾性力を発揮することができないという問題だけでなく、その構造が複雑になってしまうという問題があった。接触子の構造が複雑化すると、接触子を高密度配置することが困難になるので、アレイ配置できるというメリットを生かしきれない。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、外力の印加方向の方向性に依存せずに接触子が大きな弾性力を発揮し、かつ、それを簡易な構造によって実現することができるプローブカードおよびその製造方法を提供することを本発明の目的としている。

前述した目的を達成するため、本発明のプローブカードは、その第１の態様として、配線板と、ドーム形状に形成されているとともに、その頂部から裾部にかけて形成された複数個の貫通溝がその頂点を高さ方向に通過する仮想軸を対称軸として回転対称に配置されている接触子と、接触子の内部において接触子の裾部と配線板との間に介在しており、接触子の押圧動作により下方に湾曲変形した接触子の頂部が当接することを回避するための逃げ穴を接触子の頂部の下方に有するドーナツ形状に形成されている第１の緩衝部材とを備えていることを特徴としている。

本発明の第１の態様のプローブカードによれば、接触子がドーム形状に形成されているので、接触子に加わる力の印加方向がいずれの方向であっても規則的な弾性変形を生じさせることができる。また、接触子の内部に第１の緩衝部材を設けているので、湾曲変形した接触子の裾部が第１の緩衝部材を押圧した際に第１の緩衝部材の弾性力を利用して接触子の弾性力を段階的に強めることができる。さらに、接触子には回転対称配置された貫通溝が設けられているので、接触子おける弾性力の対称性を崩すことなく、貫通溝の幅、長さまたは個数に応じて接触子の弾性力を調整することができる。そのうえ、貫通溝の形成により接触子に設けられた稜線がウェハの電極の表面に形成された酸化膜を切削するので、ウェハの電極と接触子とを確実に導通させることができる。

本発明の第２の態様のプローブカードは、第１の態様のプローブカードにおいて、複数個の貫通溝は、接触子の頂部を中心にして渦巻状に形成されていることを特徴としている。

本発明の第２の態様のプローブカードによれば、接触子の頂部から裾部までの距離が長くなるので、疲労による接触子の永久変形を生じにくくさせることができる。

本発明の第３の態様のプローブカードは、第１または第２の態様のプローブカードにおいて、第１の緩衝部材の逃げ穴周辺と配線板との間に介在し、かつ、第１の緩衝部材の逃げ穴から露出しているとともに、接触子の押圧動作により下方に湾曲変形した接触子の頂部と当接するように形成されている第２の緩衝部材を備えていることを特徴としている。

本発明の第３の態様のプローブカードによれば、湾曲変形した接触子の頂部が第２の緩衝部材を押圧した際に第２の緩衝部材の弾性力を利用して接触子の弾性力を段階的に強めることができる。

本発明の第４の態様のプローブカードは、第１または第２の態様のプローブカードにおいて、配線板に形成されるパッド電極は、第１の緩衝部材の逃げ穴周辺と配線板との間に介在し、かつ、第１の緩衝部材の逃げ穴から露出しているとともに、接触子の押圧動作により下方に湾曲変形した接触子の頂部と当接するように配置されていることを特徴としている。

本発明の第４の態様のプローブカードによれば、接触子が湾曲変形してその頂部がパッド電極に接触したときに接触子とパッド電極とが導通するので、接触子に適切な荷重をかけてウェハテストを行なったか否かを導通検査とあわせて検査することができる。

また、前述した目的を達成するため、本発明のプローブカードの製造方法は、その第１の態様として、逃げ穴を有するドーナツ形状の第１の緩衝部材を弾性材料を用いて配線板の表面に形成する第１の緩衝部材形成工程と、第１の緩衝部材の逃げ穴にレジスト材を充填してレジスト蓋を形成するレジスト蓋形成工程と、レジスト蓋の形成後に配線板、第１の緩衝部材およびレジスト蓋の表面にドーム形状のシード膜を形成するシード膜形成工程と、ドーム形状のシード膜の頂部からその裾部に向かってシード膜の表面から線状に隆起する筋形状に形成されているとともにシード膜の頂点を高さ方向に通過する仮想軸を対称軸として回転対称に配置された複数個のレジスト筋をレジスト材を用いて形成するレジスト筋形成工程と、レジスト筋の形成後、シード膜の表面にレジスト筋の厚さよりも薄いめっき膜を形成することにより、貫通溝を有するドーム形状の接触子をめっき形成する接触子形成工程と、接触子の形成後にレジスト筋を除去するレジスト筋除去工程と、レジスト筋の除去によって部分的に露出したシード膜を除去するシード膜部分除去工程と、シード膜の部分除去によってシード膜に形成された溝からレジスト蓋を除去するレジスト蓋除去工程とを備えることを特徴としている。

本発明の第１の態様のプローブカードの製造方法によれば、接触子がドーム形状に形成されているので、接触子に加わる力の印加方向がいずれの方向であっても規則的な弾性変形を生じる接触子を形成することができる。また、接触子の内部に第１の緩衝部材が形成されるので、湾曲変形した接触子の裾部が第１の緩衝部材を押圧した際に第１の緩衝部材の弾性力を利用して段階的に弾性力が強まる接触子を形成することができる。さらに、接触子には貫通溝が設けられているので、接触子の形成後にその内部に形成されたレジスト蓋を除去することができる。そして、接触子には貫通溝が回転対称配置されているので、接触子おける弾性力の対称性を崩すことなく、貫通溝の幅、長さまたは個数に応じて接触子の弾性力を調整することができる。

本発明の第２の態様のプローブカードの製造方法は、第１の態様のプローブカードの製造方法において、レジスト筋および接触子の貫通溝は、シード膜または接触子の頂部を中心にして渦巻状に形成されていることを特徴としている。

本発明の第２の態様のプローブカードの製造方法によれば、接触子の頂部から裾部までの距離が長くなるので、疲労による接触子の永久変形が生じにくいプローブカードを形成することができる。

本発明の第３の態様のプローブカードの製造方法は、第１または第２の態様のプローブカードの製造方法において、第１の緩衝部材形成工程よりも前に、第１の緩衝部材の逃げ穴の形成予定領域に、逃げ穴よりも大きく第１の緩衝部材よりも小さな幅を有する点状突起形状の第２の緩衝部材を弾性材料を用いて形成する第２の緩衝部材形成工程を備えていることを特徴としている。

本発明の第３の態様のプローブカードの製造方法によれば、湾曲変形した接触子の頂部が第２の緩衝部材を押圧した際に第２の緩衝部材の弾性力を利用して段階的に弾性力が強まる接触子を形成することができる。

本発明の第４の態様のプローブカードの製造方法は、第１または第２の態様のプローブカードの製造方法において、第１の緩衝部材は、配線板に形成されたパッド電極が第１の緩衝部材の逃げ穴から露出する位置に形成されていることを特徴としている。

本発明の第４の態様のプローブカードの製造方法によれば、接触子が湾曲変形してその頂部がパッド電極に接触したときに接触子とパッド電極とが導通する構造になっているので、接触子に適切な荷重をかけてウェハテストを行なったか否かを導通検査とあわせて検査することができるプローブカードを形成することができる。

本発明のプローブカードおよびその製造方法によれば、接触子がドーム形状に形成されていたり、接触子に貫通溝を有していたり、接触子の内部に第１の緩衝部材または第２の緩衝部材を有していたりするので、外力の印加方向の方向性に依存せずに接触子が大きな弾性力を発揮し、かつ、それを簡易な構造によって実現することができるという効果を奏するとともに、そのようなプローブカードを製造することができるという効果を奏する。また、本発明のプローブカードによれば、配線板のパッド電極を湾曲変形した接触子の頂部と接触する位置に配置しているので、接触子に圧力センサの機能を付加させることができるという効果を奏するとともに、接触子に圧力センサの機能を付加させたプローブカードを製造することができるという効果を奏する。

以下、本発明のプローブカードおよびその製造方法をその一実施形態により説明する。

はじめに、本実施形態のプローブカード１を説明する。

図１は本実施形態のプローブカード１を示す斜視図であり、図２は本実施形態のプローブカード１を示す縦断面図であり、図３は本実施形態の接触子３および第１の緩衝部材４を示す平面図である。本実施形態のプローブカード１は、図１および図２に示すように、配線板２、接触子３および第１の緩衝部材４を備えている。

配線板２としては、図１に示すように、従来からプローブカードの配線板として用いられているものを使用する。この配線板２には、図２に示すように、接触子３に接続する配線パターン２ｒが形成されている。

接触子３は、図１から図３に示すように、Ｎｉ−Ｐ系合金、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金、Ｎｉ−Ｃｏ系合金などのＮｉ系合金を用いて、膜厚１μｍ〜３０μｍ程度の円形ドーム形状に形成されている。接触子３の外径としては、例えば１３０μｍ〜１５０μｍに設定する。接触子３の導電性を向上させたい場合、接触子３の表面にＡｕなどの良導電性金属を導電層として形成しても良い。

また、この接触子３には、その頂部３ｔから裾部３ｒにかけて、４個の貫通溝３ｈが形成されている。これら４個の貫通溝３ｈは、図２および図３に示すように、９０度間隔で配置されることにより、その頂点３ｃを高さ方向に通過する仮想軸Ｌを対称軸として回転対称に配置されている。

これら４個の貫通溝３ｈの形状としては、種々のパターンを採用することができる。たとえば、図１および図３に示すような直線形状でもよいし、図４および図５に示すような接触子３の頂部３ｔを中心にして渦巻状に形成されていてもよい。また、これら４個の貫通溝３ｈを前述した渦巻状に形成する場合、貫通溝３ｈによって分割された接触子３の４個のばね片７は、図４に示すように、頂部３ｔから裾部３ｒに向かって末広形状に形成されていても良いし、図５に示すように、同一幅形状に形成されていても良い。貫通溝３ｈの幅寸法としては、例えば最小１０μｍ〜２０μｍに設定する。

第１の緩衝部材４は、図１から図３に示すように、円形ドーナツ形状に形成されており、接触子３の内部において接触子３の裾部３ｒと配線板２との間に介在させている。この第１の緩衝部材４は、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、発泡ウレタン、ポリイミドなどの弾性材料を用いて形成されている。また、この第１の緩衝部材４は、図２に示すように、接触子３の頂部３ｔの下方に逃げ穴４ｈを有している。この逃げ穴４ｈは、接触子３の押圧動作により接触子３の頂部３ｔが下方に湾曲変形した際、その頂部３ｔが第１の緩衝部材４に当接することを回避する位置および大きさに形成されている。この逃げ穴４ｈの内径としては、例えば１００μｍ〜１１０μｍに設定する。

図６は、本実施形態のプローブカード１に第２の緩衝部材５を任意に備えた状態を示す縦断面図である。本実施形態のプローブカード１は、図６に示すように、円形の点状突起形状に形成された第２の緩衝部材５を備えていることが好ましい。この第２の緩衝部材５は、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈ周辺と配線板２との間に介在し、かつ、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈから露出している。また、この第２の緩衝部材５は、接触子３の押圧動作により下方に湾曲変形した接触子３の頂部３ｔと当接する程度の高さを有するように形成されていることが好ましい。

また、図７は、本実施形態の接触子３の内部にパッド電極２ｐを任意に備えた状態を示す縦断面図である。本実施形態のプローブカード１においては、図６に示した第２の緩衝部材５が設けられていない場合、図７に示すように、配線板２に形成されるパッド電極２ｐが接触子３の内部に設けられていることが好ましい。このパッド電極２ｐは、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈ周辺と配線板２との間に介在し、かつ、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈから露出する位置に設けられている。また、このパッド電極２ｐは、第１の緩衝部材４の厚さを調整することにより、接触子３の押圧動作により下方に湾曲変形した接触子３の頂部３ｔと当接するように配置されている。パッド電極２ｐは配線パターン２ｒの一種である。そのため、パッド電極２ｐは、Ｃｕなどの配線パターン２ｒに用いられる材料を用いて形成されている。

図８は、本実施形態の接触子３の内部にパッド電極２ｐを任意に備え、かつ、接触子３の裾部３ｒに配線パターン２ｒを設けた状態を示す縦断面図である。本実施形態の接触子３の内部にパッド電極２ｐを配設する場合、図７に示すように、接触子３の内部にパッド電極２ｐを設け、接触子３の裾部３ｒに配線パターン２ｒを設けなくても良いし、図８に示すように、接触子３の内部にパッド電極２ｐを設け、かつ、接触子３の裾部３ｒにも配線パターン２ｒを設けても良い。

次に、本実施形態のプローブカード１の製造方法を説明する。

図９は、本実施形態のプローブカード１の製造方法をＡ〜Ｈの順に示す縦断面図である。本実施形態のプローブカード１は、図９Ａ〜Ｈの順に示すように、第１の緩衝部材形成工程、レジスト蓋形成工程、シード膜形成工程、レジスト筋形成工程、接触子形成工程、レジスト筋除去工程、シード膜部分除去工程およびレジスト蓋除去工程を経て、製造される。

第１の緩衝部材形成工程においては、図９Ａに示すように、配線板２の表面に弾性材料をドーナツ形状に形成することにより、逃げ穴４ｈを有する第１の緩衝部材４を配線板２の表面に形成する。具体的な形成方法としては、感光性材料を用いて露光、現像、熱処理を行い形成する方法や、非感光材料を用いて印刷、熱処理により形成する方法などが挙げられる。弾性材料としては、前述の通り、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、発泡ウレタン、ポリイミドなどを用いる。

レジスト蓋形成工程においては、図９Ｂに示すように、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈにレジスト材を充填してレジスト蓋１０を形成する。レジスト蓋１０の厚さが厚くなるほど接触子３の高さが高くなるので、所望する接触子３の高さに応じてレジスト蓋１０の厚さを設定する。

シード膜形成工程においては、図９Ｃに示すように、レジスト蓋１０の形成後に、配線板２、第１の緩衝部材４およびレジスト蓋１０の表面に、ドーム形状のシード膜１１を形成する。シード膜１１の材質はＣｕ−ＴｉなどのＣｕ系合金であり、スパッタにより０．３μｍ程度の厚さにシード膜１１を均一に形成する。

レジスト筋形成工程においては、図９Ｄおよび図１０に示すように、レジスト材を用いてシード膜１１の表面に４個のレジスト筋１２を形成する。レジスト筋１２は、ドーム形状のシード膜１１の頂部１１ｔからその裾部１１ｒに向かって、シード膜１１の表面から線状に隆起する筋形状に形成されている。また、これら４個のレジスト筋１２は、図９および図１０に示すように、ドーム形状のシード膜１１の１１ｃを高さ方向に通過する仮想軸Ｌを対称軸として回転対称に配置されている。

これら４個のレジスト筋１２の形状としては、種々のパターンを採用することができる。たとえば、直線形状でもよいし、ドーム形状のシード膜１１の頂部１１ｔを中心にして渦巻状に形成されていてもよい。また、これら４個のレジスト筋１２を前述した渦巻状に形成する場合、レジスト筋１２は、ドーム形状のシード膜１１の頂部１１ｔから裾部１１ｒに向かって末広形状に形成されていても良いし、同一幅形状に形成されていても良い。レジスト筋１２の幅寸法としては、例えば最小１０μｍ〜２０μｍに設定するとよい。

接触子形成工程においては、図９Ｅに示すように、レジスト筋１２の形成後、シード膜１１の表面に接触子３をめっき形成する。シード膜１１がドーム形状なので、めっき形成される接触子３の形状もドーム形状になる。めっき材は、Ｎｉ−Ｐ系合金、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金、Ｎｉ−Ｃｏ系合金などのＮｉ系合金を選択する。また、接触子３の膜厚は、レジスト筋１２の厚さよりも薄く形成する。前述した４個のレジスト筋１２が渦巻状に形成された場合、接触子３の貫通溝３ｈは、接触子３の頂部３ｔを中心にして渦巻状に形成される。

レジスト筋除去工程においては、図９Ｆに示すように、接触子３の形成後にレジスト筋１２を除去する。レジスト筋１２の除去剤としては、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）が選択されている。

シード膜部分除去工程においては、図９Ｇに示すように、レジスト筋１２の除去によって部分的に露出したシード膜１１を除去する。このシード膜１１は、イオンミリングにより行なう。

レジスト蓋除去工程においては、図９Ｈに示すように、シード膜１１の部分除去によってシード膜１１に形成された溝からレジスト蓋１０を除去する。レジスト蓋１０の除去剤としては、前述と同様、ＮＭＰが選択されている。

なお、本実施形態のプローブカード１に図６に示した第２の緩衝部材５を設ける場合、図９Ａに示した第１の緩衝部材形成工程よりも前に、第２の緩衝部材形成工程を備えていることが好ましい。第２の緩衝部材形成工程においては、図１１に示すように、前述と同様の弾性材料を用いて、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈの形成予定領域に第２の緩衝部材５を点状突起形状に形成する。第２の緩衝部材５の外径は、逃げ穴４ｈよりも大きく、かつ、第１の緩衝部材４よりも小さく設定されている。そして、第２の緩衝部材５の形成後、図１２に示すように、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈから第２の緩衝部材５が露出するように第１の緩衝部材形成工程を行なう。

また、本実施形態の接触子３の内部に図７または図８に示したパッド電極２ｐを設ける場合、第１の緩衝部材４は、図１３に示すように、配線板２に形成されたパッド電極２ｐが第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈから露出するように形成されている。

次に、本実施形態のプローブカード１の作用を説明する。

本実施形態のプローブカード１においては、図１から図３に示すように、ドーム形状の接触子３が設けられている。そのため、テストウェハ２０の電極２１（図１４参照）から印加された力が垂直方向だけでなく水平方向にも加わった場合においても、規則的な弾性変形を生じさせることができる。

このドーム形状の接触子３には回転対称配置された貫通溝３ｈが設けられている。複数個の貫通溝３ｈを形成することにより、貫通溝３ｈの幅、長さまたは個数に応じて接触子３の弾性力を調整することができる。また、複数個の貫通溝３ｈを回転対称配置させたことにより、接触子３おける弾性力の対称性を崩すことなく弾性力を発揮させることができる。

また、ドーム形状の接触子３に貫通溝３ｈを設けることにより、ドーム形状の接触子３は複数個のばね片７に分割され、それぞれのばね片７の両側に稜線７ｅが形成される。これら稜線７ｅは、テストウェハ２０の電極２１の表面に形成された酸化膜（図示せず）を線状に切削するので、テストウェハ２０の電極２１と接触子３とを確実に導通させることができる。

さらに、図４または図５に示すように、複数個の貫通溝３ｈが渦巻状に形成されていると、接触子３の頂部３ｔから裾部３ｒまでの距離が長くなるので、疲労による接触子３の永久変形を生じにくくさせることができる。また、複数個の貫通溝３ｈが渦巻状に形成されていると、それぞれのばね片７の両側に形成される稜線７ｅも渦巻状に湾曲して形成される。稜線７ｅが湾曲形成されると、湾曲形成された稜線７ｅが自動車のワイパーのごとく酸化膜を面切削するので、酸化膜を切削効率を向上させることができる。さらに、貫通溝３ｈの幅を変更することにより、ばね片７の幅は図４に示すような末広形状または図５に示すような同一幅形状に形成されるので、ばね片７の弾性力を自由に変更することができる。

図１４は、本実施形態のプローブカード１にテストウェハ２０を押圧した状態を示している。本実施形態のプローブカード１においては、図２および図３に示すように、接触子３の内部に第１の緩衝部材４が設けられている。テストウェハ２０の電極２１が本実施形態のプローブカード１の接触子３を押圧すると、図１４に示すように、接触子３の頂部３ｔが内側に丸まりながら第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈに収納されるように湾曲変形する。接触子３の湾曲変形の初期段階においては接触子３が単独で弾性力を発揮し、接触子３をさらに押圧すると湾曲変形した接触子３の裾部３ｒが第１の緩衝部材４を押圧する。このとき、接触子３は、接触子３の弾性力だけでなく、第１の緩衝部材４の弾性力も利用して接触子３の弾性力とすることができる。つまり、接触子３の裾部３ｒが第１の緩衝部材４を押圧した際に第１の緩衝部材４の弾性力を利用して接触子３の弾性力を段階的に強めることができる。

図１５は、本実施形態のプローブカード１に第２の緩衝部材５を設けてテストウェハ２０を押圧した状態を示している。第２の緩衝部材５は、図６に示すように、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈから露出し、かつ、接触子３の押圧動作により下方に湾曲変形した接触子３の頂部３ｔと当接するように形成されている。前述の通り、接触子３の湾曲変形の初期段階においては接触子３が単独で弾性力を発揮し、接触子３の裾部３ｒが第１の緩衝部材４を押圧した際には接触子３の弾性力に第１の緩衝部材４の弾性力が加わる。さらに、図１５に示すように、湾曲変形した接触子３の頂部３ｔが第２の緩衝部材５を押圧すると、第１の緩衝部材４の弾性力だけでなく、第２の緩衝部材５の弾性力も接触子３に加わる。このように、第１の緩衝部材４および第２の緩衝部材５の弾性力を利用して、接触子３の弾性力を段階的に強めることができる。

図１６は、本実施形態のプローブカード１にパッド電極２ｐを設けてテストウェハ２０を押圧した状態を示している。本実施形態の接触子３の内部に図７または図８に示すようなパッド電極２ｐを設けた場合、図１６に示すように、接触子３が押圧されると、下方に湾曲変形した接触子３の頂部３ｔがパッド電極２ｐと当接する。つまり、テストウェハ２０が接触子３を適切に押圧し、接触子３が湾曲変形してその頂部３ｔがパッド電極２ｐに接触したときに、接触子３とパッド電極２ｐとを導通させることができる。

前述の導通現象については、２つの利用法が考えられる。第１の利用法としては、図７に示すように、パッド電極２ｐ以外に接触子３に配線板２の配線パターン２ｒが接触していない場合、テストウェハ２０が接触子３を適切に押圧したときのみ、テストウェハ２０の電極２１が接触子３を介してパッド電極２ｐに導通する。言い換えると、テストウェハ２０が接触子３を適切に押圧しないときには、テストウェハ２０の電極２１が接触子３を介してパッド電極２ｐに導通することができない。

第２の利用法としては、図８に示すように、接触子３に配線板２の配線パターン２ｒを接触させた場合、テストウェハ２０が接触子３を適切に押圧しなくとも、テストウェハ２０の電極２１が接触子３を介して配線パターン２ｒに導通する。そして、図１６に示すように、テストウェハ２０が接触子３を適切に押圧したとき、テストウェハ２０の電極２１が接触子３を介して配線パターン２ｒだけでなくパッド電極２ｐにも導通する。つまり、テストウェハ２０の電極２１が接触子３に接触したときと接触子３を適切に押圧したときの２段階を検査することができるので、テストウェハ２０の電極２１と接触子３との導通を確保しつつ、テストウェハ２０が接触子３を適切に押圧したか否かも検査することができる。

前述した２つの利用法については、いずれの利用法においても、接触子３が湾曲変形してその頂部３ｔがパッド電極２ｐに接触したときに接触子３とパッド電極２ｐとが導通するので、接触子３に適切な荷重をかけてウェハテストを行なったか否かを導通検査とあわせて検査することができる。

次に、本実施形態のプローブカード１の製造方法の作用を説明する。

本実施形態のプローブカード１の製造方法においては、図９Ａに示すように、逃げ穴４ｈを有するドーナツ形状の第１の緩衝部材４が配線板２の表面に形成されており、図９Ｂに示すように、第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈにレジスト蓋１０が設けられている。これら第１の緩衝部材４およびレジスト蓋１０を型とすることにより、それらの表面にドーム形状の接触子３を形成することができる。また、図９Ｄおよび図１０に示すように、接触子３の形成前には複数個のレジスト筋１２が設けられているので、接触子３に複数の貫通溝３ｈを形成することができる。また、図９Ｇに示すように、接触子３に複数の貫通溝３ｈが設けられているので、接触子３の形成後にレジスト蓋１０を除去することができるとともに、残った第１の緩衝部材４をそのまま利用することができる。

また、レジスト筋１２は、シード膜１１の頂部１１ｔを中心にして渦巻状に形成されている。そのため、接触子３の貫通溝３ｈを渦巻状に形成することができる。接触子３の貫通溝３ｈが渦巻状に形成されると、接触子３の頂部３ｔから裾部３ｒまでの距離が長くなるので、疲労による接触子３の永久変形が生じにくいプローブカード１を形成することができる。

第２の緩衝部材５を形成する場合、図１１および図１２に示すように、第１の緩衝部材４の形成前に第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈの形成予定領域に第２の緩衝部材５を形成しておく。第２の緩衝部材５の厚さは接触子３の弾性力を考慮して決定する。これにより、湾曲変形した接触子３の頂部３ｔを第２の緩衝部材５に当接させることができる。

それに対し、接触子３の内部にパッド電極２ｐを形成する場合、図１３に示すように、パッド電極２ｐが第１の緩衝部材４の逃げ穴４ｈから露出する位置に第１の緩衝部材４を形成する。これにより、接触子３の頂部３ｔが湾曲変形した際にパッド電極２ｐに接触させることができるので、接触子３に適切な荷重をかけてウェハテストを行なったか否かを導通検査とあわせて検査することができるプローブカード１を形成することができる。

すなわち、本実施形態のプローブカード１およびその製造方法によれば、接触子３がドーム形状に形成されていたり、接触子３に貫通溝３ｈを有していたり、接触子３の内部に第１の緩衝部材４または第２の緩衝部材５を有していたりするので、外力の印加方向の方向性に依存せずに接触子３が大きな弾性力を発揮し、かつ、それを簡易な構造によって実現することができるという効果を奏するとともに、そのようなプローブカード１を製造することができるという効果を奏する。また、本実施形態のプローブカード１によれば、配線板２のパッド電極２ｐを湾曲変形した接触子３の頂部３ｔと接触する位置に配置しているので、接触子３に圧力センサの機能を付加させることができるという効果を奏するとともに、接触子３に圧力センサの機能を付加させたプローブカード１を製造することができるという効果を奏する。

なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態の接触子３は円形ドーム形状に形成されているが、他の実施形態においては、接触子３は楕円形ドーム形状であってもよいし、八角錐などの多角錐の頂部３ｔを丸めたドーム形状であってもよい。多角錐の頂部３ｔを丸めたドーム形状に接触子３を形成する場合、その多角錐の角数は多いほど好ましい。

本実施形態のプローブカードを示す斜視図 本実施形態のプローブカードを示す縦断面図 本実施形態の接触子および第１の緩衝部材を示す平面図 本実施形態の接触子の頂部を中心にして渦巻状に形成されている貫通孔の一例を示す平面図 本実施形態の接触子の頂部を中心にして渦巻状に形成されている貫通孔の他の一例を示す平面図 本実施形態のプローブカードに第２の緩衝部材を任意に備えた状態を示す縦断面図 本実施形態の接触子の内部にパッド電極を任意に備えた状態を示す縦断面図 本実施形態の接触子の内部にパッド電極を任意に備え、かつ、接触子の裾部に配線パターンを設けた状態を示す縦断面図 本実施形態のプローブカードの製造方法をＡ〜Ｈの順に示す縦断面図 本実施形態のシード膜の表面に４個のレジスト筋を形成した状態を示す平面図 本実施形態における第２の緩衝部材形成工程を示す縦断面図 本実施形態の第１の緩衝部材形成工程において第１の緩衝部材の逃げ穴から第２の緩衝部材が露出するように第１の緩衝部材を形成した状態を示す縦断面図 本実施形態の第１の緩衝部材形成工程において配線板に形成されたパッド電極が第１の緩衝部材の逃げ穴から露出するように配置されている状態を示す縦断面図 本実施形態のプローブカードにおける接触子の湾曲変形状態を示す縦断面図 本実施形態のプローブカードにおいて第２の緩衝部材が内部に形成された接触子の湾曲変形状態を示す縦断面図 本実施形態のプローブカードにおいてパッド電極が内部に形成された接触子の湾曲変形状態を示す縦断面図

符号の説明

１ プローブカード
２ 配線板
２ｐ パッド電極
３ 接触子
３ｃ 頂点
３ｈ 貫通溝
３ｒ 裾部
３ｔ 頂部
４ 第１の緩衝部材
４ｈ 逃げ穴
５ 第２の緩衝部材

Claims (8)

1. 配線板と、
   ドーム形状に形成されているとともに、その頂部から裾部にかけて形成された複数個の貫通溝がその頂点を高さ方向に通過する仮想軸を対称軸として回転対称に配置されている接触子と、
   前記接触子の内部において前記接触子の裾部と前記配線板との間に介在しており、前記接触子の押圧動作により下方に湾曲変形した前記接触子の頂部が当接することを回避するための逃げ穴を前記接触子の頂部の下方に有するドーナツ形状に形成されている第１の緩衝部材と
   を備えていることを特徴とするプローブカード。
2. 前記複数個の貫通溝は、前記接触子の頂部を中心にして渦巻状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記第１の緩衝部材の逃げ穴周辺と前記配線板との間に介在し、かつ、前記第１の緩衝部材の逃げ穴から露出しているとともに、前記接触子の押圧動作により下方に湾曲変形した前記接触子の頂部と当接するように形成されている第２の緩衝部材を備えている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカード。
4. 前記配線板に形成されるパッド電極は、前記第１の緩衝部材の逃げ穴周辺と前記配線板との間に介在し、かつ、前記第１の緩衝部材の逃げ穴から露出しているとともに、前記接触子の押圧動作により下方に湾曲変形した前記接触子の頂部と当接するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカード。
5. 逃げ穴を有するドーナツ形状の第１の緩衝部材を弾性材料を用いて配線板の表面に形成する第１の緩衝部材形成工程と、
   前記第１の緩衝部材の逃げ穴にレジスト材を充填してレジスト蓋を形成するレジスト蓋形成工程と、
   前記レジスト蓋の形成後に前記配線板、前記第１の緩衝部材および前記レジスト蓋の表面にドーム形状のシード膜を形成するシード膜形成工程と、
   ドーム形状の前記シード膜の頂部からその裾部に向かって前記シード膜の表面から線状に隆起する筋形状に形成されているとともに前記シード膜の頂点を高さ方向に通過する仮想軸を対称軸として回転対称に配置された複数個のレジスト筋をレジスト材を用いて形成するレジスト筋形成工程と、
   前記レジスト筋の形成後、前記シード膜の表面に前記レジスト筋の厚さよりも薄いめっき膜を形成することにより、貫通溝を有するドーム形状の接触子をめっき形成する接触子形成工程と、
   前記接触子の形成後に前記レジスト筋を除去するレジスト筋除去工程と、
   前記レジスト筋の除去によって部分的に露出したシード膜を除去するシード膜部分除去工程と、
   前記シード膜の部分除去によって前記シード膜に形成された溝から前記レジスト蓋を除去するレジスト蓋除去工程と
   を備えることを特徴とするプローブカードの製造方法。
6. 前記レジスト筋および前記接触子の貫通溝は、前記シード膜または前記接触子の頂部を中心にして渦巻状に形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
7. 前記第１の緩衝部材形成工程よりも前に、前記第１の緩衝部材の逃げ穴の形成予定領域に、前記逃げ穴よりも大きく前記第１の緩衝部材よりも小さな幅を有する点状突起形状の第２の緩衝部材を弾性材料を用いて形成する第２の緩衝部材形成工程を備えている
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプローブカードの製造方法。
8. 前記第１の緩衝部材は、前記配線板に形成されたパッド電極が前記第１の緩衝部材の逃げ穴から露出する位置に形成されている
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプローブカードの製造方法。

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