JP4109028B2

JP4109028B2 - プローブユニット及びその製造方法

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Publication number: JP4109028B2
Application number: JP2002205285A
Authority: JP
Inventors: 佳樹寺田; 修一澤田; 敦夫服部
Original assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd
Current assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: JP2004045310A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路や液晶パネル等の検体を導通試験するためのプローブ装置に固定されるプローブユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路や液晶パネルに対しては、それらの検体が仕様書通りに動作するか否かの導通試験が実施される。この導通試験で検体の各電極に押し当てられる一本一本のプローブピンは、検体の電極のピッチに応じて配列され基板から突出している。半導体集積回路や液晶パネルでは電極のピッチが狭小化する傾向にあり、これに伴ってプローブピンのピッチも狭小化している。検体の電極及びプローブピンのピッチの狭小化に伴って検体の電極とプローブピンの位置合わせは困難になってきている。
特開平１０−３３９７４０号公報には、プローブピンが基板（フィルム）上に形成されたプローブユニット（コンタクトプローブ）をプローブ装置に位置決めして固定する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示の方法においてプローブユニットをプローブ装置に位置決め固定するために基板に設けられる固定穴は、リソグラフィ技術により形成されるプローブピンとは別の工程で形成される。そのため、プローブピンと固定穴とを高精度に位置合わせすることができず、プローブ装置に対するプローブピンの位置精度、ひいてはプローブ装置に保持される検体の電極に対するプローブピンの位置精度を充分に確保することができない。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みて創作されたものであって、検体に設けられた電極に対するプローブピンの位置精度を向上させるプローブユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブユニットは、検体を導通試験するためのプローブ装置に固定されるプローブユニットであって、基板と、リソグラフィ技術を用いて基板上に形成され、先端部が基板から突出し検体の電極に接触するプローブピンと、リソグラフィ技術を用いてプローブピンに対して位置決めして基板上に形成され、プローブ装置に対して基板を位置決めするための部材に当接する位置決め部とを備えることを特徴とする。位置決め部はプローブ装置に対して基板を位置決めするための部材に当接するため、基板は位置決め部を基準としてプローブ装置に位置決めして固定される。位置決め部は、リソグラフィ技術を用いてプローブピンに対して基板上に位置決めされているため、プローブピンはプローブ装置に対して精度良く位置決めされる。したがって、本発明に係るプローブユニットによると、検体に設けられた電極に対するプローブピンの位置精度を向上させることができる。尚、リソグラフィは、露光転写に使用する光源や線源を特に限定するものではなく、例えばフォトリソグラフィ、ＵＶリソグラフィ、イオンビームリソグラフィなどを含む。
【０００６】
さらに本発明に係るプローブユニットの位置決め部は、基板に形成された通孔の周囲に菊座状に形成されていることを特徴とする。プローブ装置に対して基板を位置決めするための部材を菊座状の位置決め部に圧入することで、位置決め部の調心作用によりプローブ装置に対するプローブピンの位置精度をさらに向上させることができる。
【０００７】
さらに本発明に係るプローブユニットは、プローブピンの基端部及び／又は位置決め部の少なくとも一部を被覆し基板に固定されている補強膜をさらに備えることを特徴とする。補強膜を備えることにより、プローブピン及び／又は位置決め部が基板から剥離することを防止することができる。尚、本明細書において「プローブピンの基端部及び／又は位置決め部の少なくとも一部」とは、「プローブピンの基端部」及び「位置決め部の少なくとも一部」のうち少なくとも一方であることを意味する。
さらに本発明に係るプローブユニットのプローブピン及び位置決め部は、リソグラフィ技術を用いて同一材料から同時に同一膜厚に形成することが望ましい。
【０００８】
本発明に係るプローブユニットの製造方法は、検体を導通試験するためのプローブ装置に固定されるプローブユニットの製造方法であって、先端部が基板から突出し検体の電極に接触するプローブピンと、プローブ装置に対して基板を位置決めするための部材に当接する位置決め部とをリソグラフィ技術を用いて基板上に同時に形成する工程を含むことを特徴とする。プローブピンと位置決め部とをリソグラフィ技術を用いて同時に形成することにより、プローブピンと位置決め部との相対的な位置精度を向上させることができる。基板が位置決め部を基準としてプローブ装置に位置決めして固定されると、プローブピンはプローブ装置に対して精度良く位置決めされる。したがって、本発明に係るプローブユニットの製造方法によると、検体に設けられた電極に対するプローブピンの位置精度を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施例の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
まず、本発明の実施例によるプローブユニットについて説明する。図１〜図５は、プローブユニット１０の五通りの構成（第一〜第五の構成）を示す図である。プローブユニット１０は、リードパターン１４及び位置決め部１６が基板１２上に形成されたものである。プローブユニット１０は、プローブ装置２の検体台７（図１５参照）の上方に位置決めしてプローブ装置２に固定される。尚、図１〜図５は、プローブ装置２にプローブユニット１０を一つだけ設けた構成を開示しているが、プローブ装置２に設けるプローブユニット１０の個数については検体の構成に応じて適宜設定することができ、例えば９０°間隔で放射状に４つ設けることができる。
【００１３】
基板１２は概ね矩形の板状を呈している。基板１２の材料としては、ガラスセラミック、石英、ジルコニア、ガラス、アルミナ、合成樹脂等の絶縁材料を用いることができ、また鉄−ニッケル合金、銅、ステンレス、シリコン、シリコンカーバイド、ＡｌＴｉＣ等の導電材料を用いてもよい。
【００１４】
リードパターン１４は、基板１２の表面上に設けられた複数のリード２０で構成されている。各リード２０は、互いに導通していてもよいし、導通していなくてもよい。各リード２０は、リソグラフィ技術を用いて基板１２上に位置決めして形成されている。各リード２０の基端部には、例えば図１に示すように、プローブ装置２のフレキシブルプリント基板３が電気的に接続される。各リード２０の先端部はプローブピン２２を構成し、均一のピッチで互いに平行に直線状に延伸している。リード２０の材料としては、ニッケル合金、ニッケル等の金属を用いる。
【００１５】
位置決め部１６は、リードパターン１４と同じ基板１２の表面上に設けられている。位置決め部１６は、リソグラフィ技術を用いてリードパターン１４の各プローブピン２２に対し位置決めして形成されている。位置決め部１６は、プローブ装置２が備える固定治具４に当接している。位置決め部１６は、リード２０と同様にニッケル合金、ニッケル等の金属で形成されているため、ポリイミド等の合成樹脂で形成されている場合に比べ、形状安定性に優れており、温度や湿度などによる変形が小さい。この位置決め部１６の固定治具４への当接により、基板１２がプローブ装置２に対し位置決めされている。固定治具４が、「プローブ装置に対して基板を位置決めするための部材」を構成している。
【００１６】
以下、プローブユニット１０の第一〜第五の構成について詳細に説明する。
（第一の構成）
図１に示す第一の構成では、各リード先端部のプローブピン２２が基板１２の一縁部１２ａから突出している。一方の位置決め部１６は、プローブピン２２が突出している縁部１２ａに垂直な一方の縁部１２ｂと、縁部１２ａに対向する縁部１２ｃとに沿って延びるＬ字状であり、縁部１２ｂ，１２ｃから突出している。他方の位置決め部１６は、プローブピン２２が突出している縁部１２ａに垂直な他方の縁部１２ｄと上記縁部１２ｃとに沿って延びるＬ字状であり、縁部１２ｄ，１２ｃから突出している。各位置決め部１６の縁辺１７は、基板１２の外側に位置するため、Ｕ字状に形成された固定治具４の両隅部５に角合わせされて固定治具４に当接する。これにより、基板１２がプローブピン２２の延伸方向及びプローブピン２２に垂直な方向において位置決めされている。尚、図６に示すように、柱状（同図では円柱状）の固定治具４を複数形成して、各位置決め部１６の縁辺１７の複数箇所に固定治具４の外周壁をそれぞれ当接させるようにしてもよい。
【００１７】
（第二の構成）
図２に示す第二の構成では、第一の構成に加えて、位置決め部１６の表面の一部を被覆し基板１２に固定される補強膜２４と、各プローブピン２２の基端部を被覆し基板１２に固定される補強膜２５とが形成されている。補強膜２４，２５の材料としては合成樹脂等を用いる。補強膜２４は、縁辺１７に外力が作用することで位置決め部１６が基板１２から剥離することを防止する。また補強膜２５は、プローブピン２２が外力を受けて基板１２から剥離することを防止する。尚、位置決め部１６を被覆する補強膜２４と、プローブピン２２の基端部を被覆する補強膜２５とのうちいずれか一方を形成するようにしてもよいし、位置決め部１６及びプローブピン２２の基端部を共に被覆する補強膜を形成するようにしてもよい。また、図７に示すように位置決め部１６に複数の孔２７を設け、各孔２７内に補強膜２４の形成材料を導入することで、補強膜２４の強度を高めるようにしてもよい。
【００１８】
（第三の構成）
図３に示す第三の構成は、位置決め部１６とそれに当接する固定治具４とについて第一の構成と異なっている。具体的には、位置決め部１６は、リードパターン１４を挟む二箇所において基板１２を貫通する通孔２６の周囲に円環状に形成されている。各位置決め部１６は、リードパターン１４と同一の材料で同一の膜厚に形成されている。各位置決め部１６は通孔２６の内径より小さな内径を有し、通孔２６の開口上に内周縁部１８を突出させている。各位置決め部１６の内周側には、円柱状に形成された固定治具４が嵌入されている。これにより、基板１２が任意の方向において位置決めされている。
【００１９】
（第四の構成）
図４に示す第四の構成は、位置決め部１６の形状について第三の構成と異なっている。具体的には、位置決め部１６は、内周縁部１８から径方向内側へ突出する突部１９が周方向に並ぶ菊座状に形成されている。尚、各突部１９は位置決め部１６の周方向で等間隔に配列されていることが望ましい。図４（Ｂ）に示すように、位置決め部１６の内周側に円柱状の固定治具４が嵌入された状態では、その嵌入方向に向かって各突部１９が弾性変形する。これにより、位置決め部１６の内径及び固定治具４の外径の製造公差が吸収され、固定治具４に対し位置決め部１６が高精度に調心される。
【００２０】
（第五の構成）
図５に示す第五の構成では、基板１２上に互いに線対称な二つのリードパターン１４が形成されている。各リードパターン１４を構成する複数のリード２０のプローブピン２２は、基板１２の表面から垂直に突出するロッド状に形成されている。位置決め部１６は、各リードパターン１４のプローブピン２２の列を挟むようにして縁部１２ｂ，１２ｄに矩形膜状に形成されている。各位置決め部１６は対応する縁部１２ｂ，１２ｄから突出し、その各位置決め部１６の縁辺１７は縁部１２ｂ，１２ｄに対して平行である。各位置決め部１６の縁辺１７は、柱状（同図では円柱状）に形成された複数の固定治具４の外周面に当接している。これにより、基板１２がプローブ装置２に対して位置決めされている。各プローブピン２２の基端部及び各位置決め部１６の表面の一部は、基板１２に固定された補強膜２８で被覆されている。補強膜２８の材料としては合成樹脂等を用いる。補強膜２８は、プローブピン２２及び位置決め部１６の縁辺１７が外力を受けて基板１２から剥離することを防止する。
【００２１】
尚、上記第五の構成では、図５（Ｂ）に示すように位置決め部１６の高さ（膜厚）がプローブピン２２の高さよりも小さく設定されるが、位置決め部１６の高さをプローブピン２２の高さより大きく設定してもよい。それにより、位置決め部１６の縁辺１７が外力によって破壊されることを防止できる。
【００２２】
以上、プローブユニット１０の構成を説明した。
次に、プローブユニット１０の製造方法について説明する。以下、七通りの製造方法（第一〜第七の製造方法）を開示する。尚、第一〜第六の製造方法については、上記第一の構成のプローブユニット１０を製造する場合を例に採り説明する。また、第七の製造方法については、上記第五の構成のプローブユニット１０を製造する場合を例に採り説明する。
【００２３】
（第一の製造方法）
図８は、第一の製造方法を示す模式的な断面図である。
はじめに図８（Ａ）に示すように、例えばガラスセラミック、石英、ジルコニア等の絶縁材料からなる基板１２の表面に凹部５０を形成する。凹部５０の内壁は、後続工程を経て基板１２の縁部１２ａ，１２ｂ，１２ｄになる。
【００２４】
次に図８（Ｂ）に示すように、基板１２の表面上に犠牲膜５２を形成する。犠牲膜５２には金属を用いてもよいし、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の合成樹脂を用いてもよいし、炭酸カルシウム等の無機塩類を用いてもよい。犠牲膜５２に金属を用いる場合、リードパターン１４と異なる種類の金属、例えば銅を用いる。犠牲膜５２に銅を用いる場合、例えば下地層５２ａとして、例えば３０ｎｍのクロム層と３００ｎｍの銅層の複合層を形成し、続いて、下地層５２ａの表面に銅をめっき成長させて銅膜５２ｂを形成する。このとき銅膜５２ｂは、凹部５０内を埋めるように形成される。銅膜５２ｂの形成は、例えばめっきの他、スパッタリング等によって行ってもよい。
次に図８（Ｃ）に示すように、犠牲膜５２及び基板１２の表面を研磨して平坦に仕上げ、凹部５０内にのみ犠牲膜５２を残存させる。
【００２５】
次に図８（Ｄ）に示すように、リードパターン１４及び位置決め部１６の下地膜５６を研磨面５５上に均一厚さに形成する。続いて、下地膜５６の表面上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストの表面に所定形状のマスクを配置し、現像処理を行って不要なフォトレジストを除去し、リードパターン１４を形成する部位を露出させる開口部５９ａと、位置決め部１６を形成する部位を露出させる開口部５９ｂとを有するレジスト膜５８を形成する。開口部５９ａ，５９ｂの一部は、犠牲膜５２が埋め込まれている凹部５０上に形成される。
【００２６】
次に図８（Ｅ）に示すように、各開口部５９ａ，５９ｂから露出する下地膜５６の表面上に硫酸をベースとする公知の鉄、ニッケル用のめっき液を用いて電気めっきをすることにより、リードパターン１４又は位置決め部１６となる被覆膜５７を下地膜５６の表面上に形成する。この結果、各開口部５９ａ，５９ｂ内で互いに同じ膜厚のリードパターン１４と位置決め部１６とが同一の材料で形成されることとなる。
【００２７】
次に図８（Ｆ）に示すように、レジスト膜５８を除去する。レジスト膜５８を除去するには、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン等の液剤を用いてレジスト膜５８の表面を超音波洗浄する。続いて、下地膜５６のうち被覆膜５７で被覆されていない部分を除去する。下地膜５６の除去には、イオンミリング等のフレームカット方式、あるいはイオンビームエッチング等のエッチング方式を用いる。
【００２８】
以上図８（Ｄ）〜（Ｆ）に示す工程により、下地膜５６及び被覆膜５７からなるリードパターン１４と位置決め部１６とがリソグラフィ技術を用いて同時に形成されるので、リードパターン１４の各プローブピン２２と位置決め部１６との相対的な位置精度が確保される。
【００２９】
次に図８（Ｇ）に示すように、凹部５０内に残存する犠牲膜５２を除去する。例えば犠牲膜５２が銅を用いて形成されている場合、銅を優先的に溶かすエッチング液を用いて犠牲膜５２を溶解する。
【００３０】
次に図８（Ｈ）に示すように、凹部５０の底面を通過する切断線で基板１２を切断する。これにより、切断線に沿ってできた基板１２の縁部１２ａ，１２ｂ，１２ｄからリードパターン１４の各プローブピン２２（図８（Ｈ）には図示しない）及び位置決め部１６が突出する。
【００３１】
（第二の製造方法）
図９は、第二の製造方法を示す模式的な平面図である。
はじめに図９（Ａ）に示すように、基板１２の表面の所定位置にアライメントマーク３０を形成する。アライメントマーク３０は、例えばリソグラフィ技術により形成してもよいし、印刷により形成してもよいし、機械的な加工により形成してもよい。アライメントマーク３０としては、例えば図９に示す十字形や、正多角形、真円等、その中心点により特定位置を正確に表すことができるものを用いる。
【００３２】
次に図９（Ｂ）に示すように、第一の製造方法に準じて、基板１２の表面にリードパターン１４のみを形成する。このとき図８（Ｄ）に対応する工程では、レジスト膜５８においてアライメントマーク３０を基準とする所定位置に開口部５９ａを形成する。これにより、図８（Ｄ）〜（Ｆ）に対応する工程でリソグラフィ技術により形成されるリードパターン１４の各プローブピン２２がアライメントマーク３０に対し高精度に位置決めされる。
【００３３】
次に図９（Ｃ）に示すように、第一の製造方法に準じて、基板１２の表面に位置決め部１６を形成する。このとき図８（Ｄ）に対応する工程では、レジスト膜５８においてアライメントマーク３０を基準とする所定位置に開口部５９ｂを形成する。これにより、図８（Ｄ）〜（Ｆ）に対応する工程でリソグラフィ技術により形成される位置決め部１６がアライメントマーク３０に対し高精度に位置決めされる。
【００３４】
このように共通のアライメントマーク３０に高精度に位置決めされて形成されるプローブピン２２と位置決め部１６は、相対的な位置精度について確保される。尚、図９（Ｂ）に示す工程と図９（Ｃ）に示す工程とについて順序を入れ替えても、同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（第三の製造方法）
図１０は、第三の製造方法を示す模式的な平面図である。
第三の製造方法では、第二の製造方法の一部を変更して実施する。具体的には図９（Ａ）に示す工程を省き、図９（Ｂ）に示す工程の代わりに図１０（Ａ）に示す工程を行う。図１０（Ａ）に示す工程では、第一の製造方法に準じてリードパターン１４を形成すると同時にアライメントマーク３０を形成する。このとき図８（Ｄ）に対応する工程では、リードパターン１４を形成するための開口部５９ａに加え、アライメントマーク３０の形成する部分を露出させる開口部を開口部５９ｂの代わりにレジスト膜５８に形成する。これにより、図８（Ｄ）〜（Ｆ）に対応する工程によってリードパターン１４及びアライメントマーク３０がリソグラフィ技術により同時に形成される。
【００３６】
図１０（Ａ）に示す工程の後には図１０（Ｂ）に示すように、第二の製造方法の図９（Ｃ）に示す工程と同様にして位置決め部１６を形成する。これにより位置決め部１６は、リソグラフィ技術を用いてリードパターン１４と同時に形成されたアライメントマーク３０に高精度に位置決めされるので、リードパターン１４の各プローブピン２２に対しても相対的な位置精度が確保される。
【００３７】
（第四の製造方法）
図１１は、第四の製造方法を示す模式的な平面図である。
第四の製造方法では、第二の製造方法の一部を変更して実施する。具体的には図９（Ａ）に示す工程を省き、図９（Ｂ）に示す工程に先立って図１１（Ａ）に示す工程を行う。図１１（Ａ）に示す工程では、第一の製造方法に準じて位置決め部１６を形成すると同時にアライメントマーク３０を形成する。このとき図８（Ｄ）に対応する工程では、位置決め部１６を形成するための開口部５９ｂに加え、アライメントマーク３０の形成する部分を露出させる開口部を開口部５９ａの代わりに形成する。これにより、図８（Ｄ）〜（Ｆ）に対応する工程を経ることで位置決め部１６及びアライメントマーク３０がリソグラフィ技術により同時に形成される。
【００３８】
図１１（Ａ）に示す工程の後には図１１（Ｂ）に示すように、第二の製造方法の図９（Ｂ）に示す工程と同様にしてリードパターン１４を形成する。これによりリードパターン１４の各プローブピン２２は、リソグラフィ技術によりリードパターン１４と同時形成されたアライメントマーク３０に高精度に位置決めされるので、位置決め部１６に対しても相対的な位置精度が確保される。
【００３９】
尚、上記第二〜第四の製造方法においては、アライメントマーク３０、リードパターン１４の各プローブピン２２及び位置決め部１６の材料と膜厚（高さ）を互いに異ならせるようにしてもよい。それにより、位置決め部１６にのみ強度を持たせたり、アライメントマーク３０を薄く形成したりすることができる。具体的には、各要素３０，１４，１６を形成する下地膜５６及び被覆膜５７の材料や形成条件等を互いに異ならせればよい。また、位置決め部１６にのみ強度を持たせる場合には、アライメントマーク３０及びリードパターン１４をマスクした状態でさらにめっきを行って、位置決め部１６の表面上にめっき膜を積層形成するようにしてもよい。
【００４０】
（第五の製造方法）
図１２は、第五の製造方法を示す模式的な断面図である。
はじめに図１２（Ａ）に示すように、基礎板６０の表面上に第一犠牲膜６２を形成する。基礎板６０の材料としては、例えばガラス、セラミック、シリコン、金属等を用いる。第一犠牲膜６２としては、例えばスパッタリングにより０．０３μｍのクロム膜と０．３μｍの銅膜の複合膜を形成する。
【００４１】
次に図１２（Ｂ）に示すように、第一犠牲膜６２上に第一下地膜６４を均一厚さに形成する。第一下地膜６４は、後続工程を経てリードパターン１４及び位置決め部１６となるものである。第一下地膜６４としては、例えば０．０２μｍのチタン膜と０．１５μｍの鉄−ニッケル合金膜の複合膜を形成する。続いて、第一下地膜６４上にレジスト膜６６を形成する。このときレジスト膜６６には、リードパターン１４及び位置決め部１６の形成部位をそれぞれ露出させる開口部６７を複数形成する。
【００４２】
次に図１２（Ｃ）に示すように、各開口部６７から露出する第一下地膜６４の表面上に被覆膜６８を形成する。被覆膜６８は、後続工程を経てリードパターン１４又は位置決め部１６となるものである。被覆膜６８については、例えば硫酸をベースとする公知の鉄、ニッケル用のめっき液を用いてニッケル合金等を電気めっきすることにより形成する。これにより、リードパターン１４と位置決め部１６とが同一の材料で同一厚さに形成されることとなる。
【００４３】
次に図１２（Ｄ）に示すように、レジスト膜６６を除去する。レジスト膜６６の除去には、例えば有機溶剤を用いる。続いて、第一下地膜６４のうち被覆膜６８で覆われていない部分をイオンミリング等により除去する。
【００４４】
以上図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す工程により、第一下地膜６４及び被覆膜６８からなるリードパターン１４と位置決め部１６とがリソグラフィ技術を用いて同時に形成されるので、リードパターン１４の各プローブピン２２と位置決め部１６との相対的な位置精度が確保される。尚、レジストを用いた電気めっきに代えて、めっきにより導電膜を形成し、導電膜をエッチングして被覆膜６８を形成してもよいし、導電性ペーストを印刷して被覆膜６８を形成してもよい。このようにリソグラフィ技術を用いることでリードパターン１４と位置決め部１６の高い寸法精度を確保できる。
【００４５】
次に図１２（Ｅ）に示すように、第一犠牲膜６２及び被覆膜６８の表面上に第二犠牲膜７０を形成する。第二犠牲膜７０は、例えば銅等を第一犠牲膜６２の表面上にめっき成長させ、めっきを被覆膜６８の表面上にオーバーフローさせることにより形成する。続いて、第二犠牲膜７０と被覆膜６８の表面を研磨して平坦化する。
【００４６】
次に図１２（Ｆ）に示すように、第二犠牲膜７０の表面上にスパッタリング、ＣＶＤ等で絶縁膜７２を形成する。絶縁膜７２は、後述する第二下地膜７４及び保持膜７８と共に基板１２となるものである。絶縁膜７２の材料としては、二酸化珪素、アルミナ等を用いる。続いて、第一下地膜６４の場合と同様にして、第二下地膜７４を絶縁膜７２上に形成する。
【００４７】
次に図１２（Ｇ）に示すように、第二下地膜７４の表面上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストの表面に所定形状のマスクを配置し、現像処理を行って不要なフォトレジストを除去し、レジスト膜７６を形成する。このときレジスト膜７６には、基板１２を形成する部位を露出させる開口部７７を形成する。開口部７７は、第一下地膜６４及び被覆膜６８からなるリードパターン１４及び位置決め部１６に応じた位置に形成される。
【００４８】
次に図１２（Ｈ）に示すように、開口部７７から露出する第二下地膜７４の表面上に保持膜７８を形成する。保持膜７８については、例えば金属めっきにより開口部７７内に形成する。
【００４９】
次に図１２（Ｉ）に示すように、レジスト膜６６及び第一下地膜６４の場合と同様にして、レジスト膜７６を除去し、さらに第二下地膜７４の保持膜７８で覆われていない部分を除去する。続いて、絶縁膜７２のうち第二下地膜７４で覆われていない部分を除去する。絶縁膜７２の除去は例えばイオンエッチングにより行う。
【００５０】
次に図１２（Ｊ）に示すように、第一犠牲膜６２及び第二犠牲膜７０を除去する。これにより、リードパターン１４及び位置決め部１６と一体化した基板１２が形成される。このとき、基礎板６０は第一犠牲膜６２の除去によりリードパターン１４及び位置決め部１６から剥離される。尚、犠牲膜６２，７０を除去するには、例えば犠牲膜６２，７０が銅で形成されている場合、銅を優先的に溶かすエッチング液を用いて犠牲膜６２，７０を溶解する。また、犠牲膜６２，７０をエッチングにより除去するときには、保持膜７８、第二下地膜７４及び絶縁膜７２を貫く孔をエッチングに先立ち形成しておくことで、犠牲膜６２，７０の剥離スピードを高めることができる。
【００５１】
（第六の製造方法）
図１３は、第六の製造方法を示す模式的な断面図である。
はじめに図１３（Ａ）に示すように、基礎板８０の表面上に犠牲膜８２を形成する。基礎板８０の材料には例えばステンレスを用いる。犠牲膜８２の形成には、金属めっき若しくはスパッタリングを用いる。
【００５２】
次に図１３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、第五の製造方法の図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す工程に準じて、リードパターン１４と位置決め部１６とを形成する。すなわち、まず図１３（Ｂ）に示すように、リードパターン１４及び位置決め部１６の形成部位をそれぞれ露出させる複数の開口部８４を有するレジスト膜８５を形成する。次に図１３（Ｃ）に示すように、各開口部８４から露出する犠牲膜８２の表面上にリードパターン１４の各リード２０及び位置決め部１６を形成した後、図１３（Ｄ）に示すようにレジスト膜８５を除去する。このように、リードパターン１４及び位置決め部１６がリソグラフィ技術を用いて同時に形成されるので、リードパターン１４の各プローブピン２２と位置決め部１６との相対的な位置精度が確保される。
【００５３】
次に図１３（Ｅ）に示すように、リードパターン１４及び位置決め部１６の表面上にフィルム８８を接着剤８９で接着する。フィルム８８は、後に基板１２となるものである。例えば図１３（Ｅ）に示すような金属層８８ａと合成樹脂層８８ｂからなる複合フィルムをフィルム８８として用いることで、フィルム８８の膨張及び収縮に対する強度を高めることができる。複合フィルムの金属層８８ａの材料としてはニッケル合金、銅等を用い、合成樹脂層８８ｂの材料としてはポリイミド等を用いる。
【００５４】
次に図１３（Ｆ）に示すように、基礎板８０から犠牲膜８２を分離する。続いて犠牲膜８２をエッチング等により除去する。この後、必要に応じて、リードパターン１４の各リード２０の外面に金めっき８９を施す。このとき、図１３（Ｆ）に示すように金めっき８９を位置決め部１６の外面に施してもよいし、金めっき８９を位置決め部１６に施さないで、位置決め部１６と固定治具４との当接による位置決め精度を高めるようにしてもよい。
【００５５】
（第七の製造方法）
図１４は、第七の製造方法を示す模式的な断面図である。
はじめに図１４（Ａ）に示すように、単結晶ＳＩからなる基礎板９０の表面上に、プローブピン２２の配列パターンに応じたパターンの金属蒸着膜９１と、位置決め部１６の配設パターンに応じたパターンの金属蒸着膜９２とをリソグラフィ技術を用いて形成する。金属蒸着膜９１，９２の材料としては、例えば金を用いる。
【００５６】
次に図１４（Ｂ）に示すように、ＶＬＳ（Vapor-Liquid-Solid）成長法を用いて、基礎板９０の金属蒸着膜９１，９２で覆われた部分を例えば１〜５００μｍ程度成長させる。
【００５７】
次に図１４（Ｃ）に示すように、位置決め部１６の下地材となる成長部分９４を覆う金属蒸着膜９２のみを除去する。例えば金属蒸着膜９１をレジスト膜でカバーし、次にイオンミリング又はエッチングを行い、その後、保護に用いたレジスト膜を除去することで、金属蒸着膜９２を選択的に除去することができる。
【００５８】
次に図１４（Ｄ）に示すように、金属蒸着膜９１で覆われた成長部分９３のみをＶＬＳ成長法によりさらに成長させる。プローブピン２２の下地材となる成長部分９３は、プローブピン２２の長さに応じて例えば２００〜５０００μｍ程度の長さにまでロッド状に成長させる。
【００５９】
次に図１４（Ｅ）に示すように、成長部分９３の周囲に合成樹脂９５を流し込んで固化させた後、成長部分９３の先端部を研削して長さを整える。このとき成長部分９３の先端部を覆う金属蒸着膜９１について、図１４（Ｅ）に示すように全て除去してもよいし、一部を残存させるようにしてもよい。
【００６０】
次に図１４（Ｆ）に示すように、合成樹脂９５を除去した後、基礎板９０の表面及び成長部分９３，９４の外面を導電膜９６で被覆する。導電膜９６については、例えば金、ロジウム等の金属めっきにより形成する。尚、この後、各プローブピン２２間の絶縁を確保するために、成長部分９３の先端部以外の部分をポリイミド等の合成樹脂でコーティングするようにしてもよい。
【００６１】
以上図１４（Ａ）〜（Ｆ）に示す工程を経て、成長部分９３及び導電膜９６からなるリードパターン１４の各プローブピン２２と、成長部分９４及び導電膜９６からなる位置決め部１６とがリソグラフィ技術により同時に形成されるので、各プローブピン２２と位置決め部１６との相対的な位置精度が確保される。
【００６２】
次に図１４（Ｇ）に示すように、各プローブピン２２の基端部と位置決め部１６の表面とを合成樹脂で被覆し、補強膜２８を形成する。
次に図１４（Ｈ）に示すように、プローブピン２２、位置決め部１６及び補強膜２８を基礎板９０から分離する。続いて、その分離体に対し、リードパターン１４のうちプローブピン２２を除く部分のパターン９９が形成されている基板１２を接合する。このとき各プローブピン２２とパターン９９とを正確に位置合わせして接合することで、リードパターン１４を形成する。
【００６３】
尚、上記第七の製造方法において、位置決め部１６の下地材となる成長部分９４を覆う金属蒸着膜９２を残し、プローブピン２２の下地材となる成長部分９３を覆う金属蒸着膜９１を先に選択的に除去するようにしてもよい。それにより、プローブピン２２の高さより位置決め部１６の高さ（膜厚）を大きくして、位置決め部１６の強度を増大させることができる。
【００６４】
以上、プローブユニット１０の製造方法について説明した。
次にプローブユニット１０の使用方法について説明する。図１５は、プローブユニット１０で半導体集積回路や液晶パネル等の検体８を導通試験するときの様子を示す模式的な断面図である。かかる導通試験時には、検体８がプローブ装置２の検体台７上に保持され、検体８の電極９にプローブピン２２が押し当てられる。プローブ装置２が駆動されると、フレキシブルプリント基板３を通じてプローブユニット１０に導通試験用の電気信号が送出され、検体８の導通が試験される。
【００６５】
以上、本発明の実施例を説明した。
上記実施例によれば、プローブ装置２に対して基板１２を位置決めするための固定治具４に基板１２上の位置決め部１６が当接するため、基板１２はその当接位置を基準としてプローブ装置２に位置決め固定される。さらに位置決め部１６は、リソグラフィ技術を用いてリードパターン１４の各プローブピン２２に対し高精度に位置決めして基板１２上に形成される。したがって本発明に係るプローブユニット１０によれば、プローブピン２２が位置決め部１６及び固定治具４を介してプローブ装置２に精度良く位置決めされるので、プローブ装置２に保持される検体８の電極９に対するプローブピン２２の位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるプローブユニットの第一の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例によるプローブユニットの第二の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施例によるプローブユニットの第三の構成を示す平面図（Ａ）及び（Ａ）におけるＢ₃−Ｂ₃線断面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の実施例によるプローブユニットの第四の構成を示す平面図（Ａ）及び（Ａ）におけるＢ₄−Ｂ₄線断面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の実施例によるプローブユニットの第五の構成を示す平面図（Ａ）及び（Ａ）におけるＢ₅−Ｂ₅線断面図（Ｂ）である。
【図６】図１に示すプローブユニットの変形例を示す平面図である。
【図７】図２に示すプローブユニットの変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施例によるプローブユニットの第一の製造方法を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の実施例によるプローブユニットの第二の製造方法を示す模式的な平面図である。
【図１０】本発明の実施例によるプローブユニットの第三の製造方法を示す模式的な平面図である。
【図１１】本発明の実施例によるプローブユニットの第四の製造方法を示す模式的な平面図である。
【図１２】本発明の実施例によるプローブユニットの第五の製造方法を示す模式的な断面図である。
【図１３】本発明の実施例によるプローブユニットの第六の製造方法を示す模式的な断面図である。
【図１４】本発明の実施例によるプローブユニットの第七の製造方法を示す模式的な断面図である。
【図１５】本発明の実施例によるプローブユニットで検体を導通試験するときの様子を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
２プローブ装置
４固定治具
８検体
９電極
１０プローブユニット
１２基板
１４リードパターン
１６位置決め部
２０リード
２２プローブピン
２６通孔
２４，２５，２８補強膜
３０アライメントマーク

Claims

検体を導通試験するためのプローブ装置に固定されるプローブユニットであって、
基板と、
リソグラフィ技術を用いて前記基板上に形成され、先端部が前記基板から突出し、検体の電極に接触するプローブピンと、
リソグラフィ技術を用いて前記プローブピンに対して位置決めして前記基板上に形成され、プローブ装置に対して前記基板を位置決めするための部材に縁辺部が当接する位置決め部と、
前記位置決め部の少なくとも一部を被覆し前記基板に固定されている補強膜と、
を備えることを特徴とするプローブユニット。
前記位置決め部は、前記基板に形成された通孔の周囲に菊座状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
前記プローブピン及び前記位置決め部は、同一材料から同一膜厚に形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプローブユニット。
検体を導通試験するためのプローブ装置に固定されるプローブユニットの製造方法であって、
先端部が基板から突出し検体の電極に接触するプローブピンと、プローブ装置に対して前記基板を位置決めするための部材に縁辺部が当接する位置決め部とをリソグラフィ技術を用いて前記基板上に同時に形成する工程と、
前記位置決め部の表面の一部を被覆し前記基板に固定される補強膜を形成する工程とを含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。